Casa at~ierta al tietupo

UNIVERSIDAD AUTONOMA METROPOLITANA-IZTAPALAPA

UNIDAD: IZTAPALAPA

DIVISI~N: CIENCIAS BASICAS E INGENIER~A

CARRERA: INGENIER~A EN ENERG~A

MATERIA: SEMINARIO DE PROYECTOS I Y I1

I I

I TITULO DIAGN~STICO DE ILUMINACI~N Y DETERMINACI~N

DE LA CARGA TÉRMICA EN EL EDIFICIO DE BIBLIOTECA DE LA UNIVERSIDAD AUTóNOMA METROPOLITANA UNIDAD IZTAPALAPA

FECHA: MARZO 1999

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I

H ALUMNO: MIGUEL ANGEL HERNANDEZ CASIMIR0

IASESOR: HERNANDO ROMERO PAREDES RUBIO

UNIVERSIDAD AUTóNOMA METROPOLITANA,- IZTAPALAPA DIVISIóN DE CIENCIAS BASICAS E INGENIERIA DEPARTAMENTO DE INGENIERíA EN PROCESOS E HIDRÁULICA LICENCIATURA DE INGENIERíA EN ENERGíA SEMINARIO DE PROYECTOS I Y II

i

DIAGNóSTICO DE ILUMINACIóN Y DETERMINACIóN

DE LA CARGA TÉRMICA EN EL EDIFICIO DE

BIBLIOTECA DE LA UNIVERSIDAD AUTóNOMA

METROPOLITANA UNIDAD IZTAPALAPA

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HERNÁNDEZ CASIMIR0 MIGUEL ÁNG .p ""/Y'

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DR. HERhAND ROMERO PAREDES RUBIO ASESOR 9

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MARZO 1999

AGRADECIMIENTOS

En la vida existen etapas que debemos superar. Hoy, estoy llegando al final de una de ellas y como muestra de agradecimiento quiero recordar a todos aquellas personas que me inhndieron fuerzas para seguir adelante. No quisiera omitir a ninguno, sabrán que mi gratitud es de todo corazón.

Como algo especial me complace citar a:

(8) Leonardo IHernández Angeles. Mi padre en la tierra, por todos sus consejos. Adela Casimiro A. Mi madre material, por su ejemplo a seguir.

Mis hermanos. Luis ('ii), Leonardo, Evaristo, Guadalupe, Pilar, Claudia y Mauro, por su apoyo desinteresado

Mis profesores, que me otorgaron y compartieron sus conocimientos.

Hernándo Romero Paredes R. por haberme soportado tanto tiempo.

EL SER SUPREMO (LAT~S) , POR DARME LA OPORTUNIDAD DE SERVIR A MIS SEMEJANTES Y COMPARTIR CON LOS QUE ME RODEAN, LO MÁS HERMOSO QUE TENGO.

Estoy sentado en la orilla del infinito, mirando más allá de lo perceptible.

Conhndiendo el final de la distancia, con el inicio del tiempo.

Conozco la razón de mi existir, Y voy a compartirlo

CONTENIDO

Agradecimientos CAPITULO 1. INTRODUCCIÓN

1 . 1 . Justificación Del Estudio 1.2. Oljetivos I .3. Metas

CAPITULO 2. ANTECEDENTES 2. I . Ubicación 2.2. Edificios Del Plantel 2.3. Edificios Diagnosticados ( 1 991) 2.4. Biblioteca

CAPITULO 3. METODOLOGíA 3. I , Metodología De Trabajo 3.2. Sistema De Iluminación

3.2. l . Introducción 3.2.2. Método para la medición de iluminancia 3.2.3. Conteo de luminarias existentes 3.2.4. Evaluación de niveles y distribución de iluminancia 3.2.5. Consumo total de energía

3.3.1. Introducción 3.3.2. Equipo existente. 3.3.3. Carga eléctrica por niveles y por edificio

3.4.1, Introducción 3.4.2. Temperatura 3.4.3. Humedad 3.4.4. Calidad del aire 3.4.5. Norma oficial mexicana 3.4.6. Comprobación de planos de construcción 3.4.7. Resultados

3.3. Carga Eléctrica

3.4. Carga ‘Térmica

página 2

I o 1 o 1 o

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CAPITULO 4. LEVANTAMlENTO DE INFORMAClÓN Y MEDlClONES 19 4.1. Sistema De Ilunlinación 19

4.1.1. Descripción 4.1.2. Consumo 4.1.3. Lámparas existentes 4.1.4. Lámparas desperfectas 4.1.5. Rotulación de áreas 4.1.6. Medición de iluminancia 4.1.7. Resultados

1

4.2. Cargas Electrónicas y Resistivas

4.3. Sistenla De Aire Acondicionado 4.2.1. Resultados

4.3. I . Equipo existente 4.3.2. Usuarios 4.3.3. Características de los materiales constructivos 4.3.4. Aplicación del proyecto de Norma Oficial Mexicana NOM-008-

4.3.5. Resultados ENER- 1997

4.4. Consumo De Energía 'Total Del Edificio.

CAPITULO S. PROPUESTAS 5.1 Mantenimiento 5.2 Cambios Tecnológicos

5.2.1 Sustitución de lámparas a 32W 5.2.2 Sustitución por lámparas de 34W 5.2.3 Colocación de reflectores

5.3.1 Iluminación por áreas 5.3 Cambios Operativos

5.4 Resumen De Propuestas

CAPITULO 6. CONCLlJSIONES 6.1 Iluminación 6.2 Carga térmica

CAPITLJLO 7. ANEXOS A Metodo de cavidad zonal B Norma Oficial Mexicana NOM-008-ENER 1997 C Planos del edificio de la Biblioteca D Coeficientes de utilización y Reflectancias E Información Referencias

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51

70

70 71

78

x 1

x2

82 82

84 x4 X8 93 97 1 O 0 1 O6

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CAPI'I'IJ LO 1

INTRODCJCCI~N

1

CAPITULO I

El alza de precios que ha sufrido en los últimos años los hidrocarburos, han despertado nuevas concicncias sobre el problema energético. Las economías actuales se basan en recursos cncrgdticos no renovables, cuyas reservas se irán agotando indcpcndicntcnlente de posibles nuevos descubrimientos dc yacimientos de hidrocarburos o dcpósitos dc carbón. quc se estima no scrán cspcctaculares. Es aceptado que resulta conveniente que la base cncrgdtica de cualquier economía se divcrsifiquc tanto como sea posible. utilizando racionalnlcntc todos los recursos disponiblcs para satisfacer las necesidades J . requerimientos dc la sociedad.

Ante las demandas de energía. cl intcrds por aprovechar fuentes no convencionalcs. ha aumentado también en nuestro país. a pesar de contar Mcsico con importantes recursos de hidrocarburos. Desafortunadamente las tecnologías para aprovechar las fuentes rcnovablcs no son cconómicanlente competitivas en las grandes urbes.

En la actualidad toda empresa cuyo trabajo es suministrar cncrgía cldctrica para semicio público e industrial. se enfrenta a un gran desafío: producir, mantener y ampliar el suministro cldctrico, confonnc vayan aumentando las necesidades del consumo de la población. Este suministro debe satisfacer los requerimientos de energía en calidad, cantidad, precio y servicio.

En los últimos años no es suficiente el producir y suministrar energía cldctrica. también se tiene que pensar en la conscrvación de recursos cncrgéticos. especialmente los no renovables y la protección del medio ambicntc. Bajo estas dos condiciones se debe realizar una reestructuración de las empresas y promover el uso de nuevas tecnologías.

El uso de combustiblcs fósiles. carbón. combustólco y gas natural en plantas tcrmocldctricas para la gcncración de energía cldctrica está dando lugar a impactos ambientales de mayor o menor importancia. dependiendo de la capacidad de la planta y del combustiblc usado, pero que influirá en el dcsarrollo hturo de los sistemas de gcncraci6n cldctrica.

Por otra parte la obtención de energía a travds de la fisión nuclear. aunque no consume hidrocarburos. presenta un tipo de contaminación de radiaciones ionizantcs. Estas radiacioncs cstán ligadas con los cfcctos sobre los seres vivos y el medio ambiente. Es por Csta razón que la moratoria nuclear existente en varios países no desaparecerá mientras no se rcsuclvan los problemas fundamcntalcs dc inscguridad radiológica que existe entre la población y el de la disposición final de desechos nuclcarcs.

Algunas fuentes alternas a través de rccursos encrgbticos renovables; como la energía solar, hidráulica y cólica, evitan problemas de contaminación. Pcro en conjunto no parecen representar una posibilidad real de apoyar de una mancra significativa a la generación total de consumo dc energía quc requiere el país.

La cogeneración representa otra alternativa y se ha determinado que el potencial nacional, incluyendo industrias e instalaciones de PEMEX. puede llegar a 6000 MW. Sin embargo, existen barreras de tipo técnico, cconómico y de actitud, que generan un alto grado de incertidumbre sobre la incorporación de la cogencración en nuestro país.

3

Actualmcntc. el ahorro y uso eficiente de la energía resulta ser sin duda una de las alternativas más viables. Es una práctica extendida de planeación, tanto en el área térmica y eléctrica. En las industrias de mayor consumo de energía es un elemento necesario qn el desarrollo de las técnicas de producción. Hoy en día. existen oportunidades para que cl sector industrial se beneficie de las técnicas rutinarias que permiten obtener un ahorro en el consumo de cncrgdticos.

También se debe prestar una gran atención al papel importante que juegan los propios consumidores. El aumento en los costos de los energéticos frena la demanda durante un tiempo definido, este efecto se debilita a largo plazo. Por lo t‘anto. es importante que los consumidores acepten su responsabilidad para poder hacer un mejor uso de las fitentes de energía. Las cuales serán más escasas y costosas conforme aumente la población >’

sus necesidades.

En Mdxico como en todo el mundo, debido al aumento de los precios y tarifas de los diferentes tipos de cncrgdticos, cada vez se hace más necesario su buen uso. El mejor aprovccl~amicnto será posible cuando se demuestre que el consumo actual de cualquier energético se pueda optimizar sin per-judicar el tipo de operación de trabajo o proceso de producción. Actualmente, se realiza u n esherzo por generar una conciencia energética a nivel nacional.

La solución al problema no es dejar de usar. sino utilizar de manera racional las fuentes cncrgcticas disponibles con que cuenta el país.

1.1 Justificación Del Estudio

Cualquier edificio público requiere gran consumo dc energía para iluminación. aire acondicionado equipo en general.

Este balance puede incluir valores extremos. pero deben concentrarse prcdominanteme~ltc en relación de iluminancia, reflectancia y colores que no sean excesivos. El ambiente luminoso debe permitir a los músculos del 0.10 trabaiar en todo su intervalo de sensibilidad. La luz natural es deseable en el ambiente de una oficina o zona de trabajo y puede ser práctico también tener una variedad en el nivel de iluminancia de cromaticidad. El sistema de iluminación puede scccionarse en varios componentes que pueden ser controlados independientemente. Estos componentes incluyen el arreglo, tipo, ventanas. tragaluces y el medio ambiente.

Un sistema de acondicionamiento de aire, tiene que compensar una serie de ganancias y pérdidas de energía de un edificio, debido principalmente a cargas témmicas por radiación solar, conducción. carga interna del sistema. cte. Si el sistema de acondicionamiento no está operando eficientemente y no cuenta con un buen mantenimiento puede ocasionar molestias en los usuarios y pdrdidas. Resulta obvio que el acondicionamiento de las áreas destinadas a oficinas y plantas, particularmente durante el verano, cada día es más costoso y podría ser que la carga pueda alcanzar límites inaceptables debido al flujo de calor en el interior del edificio.

En Mayo de 1992 dos alumnos de la Licenciatura de INGENIER~A EN ENERGíA (Jorge Alvarez Velasco y Norbert0 Granados Santa Cruz), realizaron un trabajo bajo el titulo “Auditoría eléctrica de la UAM-I” respondiendo al seminario de proyectos I y 11. En el escrito presentado se dctalla la ”Metodología para el &agnóstico eléctrico en centros educativos. Aplicación a la Universidad Autónoma Metropolitana Unidad Iztapalapa”.

Objetivamente el desarrollo de este proyecto. no es el de volver a realizar todo un cstudio de Auditoría energctica en el irea cldctrica. Porque estamos consientes quc la auditoría presenta satisfactoriamente un estudio completo sobre dste tema. En el proyecto mencionado se observa que el edificio con mayor consumo mensual promedio es cl dc Rectoría. El siguiente edificio es el de Biblioteca y el tercer lugar lo ocupa el edificio "S" que se utiliza para laboratorios y la dirección de Ciencias Biológicas y de la Salud. Los tres edificios consumcn el 6 1 .S% del total medido durante la ejecución de la audtoría.

Al transcurrir el tiempo, las instalacioncs deben actualizarse en tecnología aplicada con el fin de mcjorar los servicios prestados. La Universidad Autónoma Mctropolitana ha ampliado el núnlero de computadoras personales en los cdificios dondc sc genera información e investigación. Las cuales demandan energía eléctrica >.

aire acondicionado, así como reestructuración de espacios fisicos.

En base a los cambios existentes en el intcrior del edificio se justifica la realización dc un estudio cn la iluminación para verificar el estado cn que se encuentra.

El diseño. cálculo y definición de un proyecto de climatización de un cspacio, ticnc que realizarse de acuerdo a las especificaciones establecidas en el proyecto de Noma Oficial Mesicana NOM-008-ENER-1997, Eficiencia cnergktica integral cn edificios no rcsidcncialcs. La aplicación de la Norma al cdificio de Biblioteca es interesante para observar su comportamiento de acuerdo a los parámctros ahí vertidos. Además de comprobar si es clara y concisa o realizar aportaciones quc conlleven a una mejor calidad en su desarrollo.

1.2 Objetivos

Realizar un estudio encrgdtico al edificio de Biblioteca de la Universidad Autónoma Mctropolitana Unidad Iztapalapa referente a:

Aire acondiciona&.- Probar el proyecto de Norma Oficial Mexicana de eficiencia energdtica NOM-008- ENER-1997 y mostrar, si es que existen, sus deficiencias.

1.3 Metas

0 Dar continuidad al estudio del sistema de iluminación con el ob.jeto de medir los niveles esistentes.

Verificar si son correctos los nivelcs de iluminación para rcalizar la actividad dc lectura.

0 Determinar las causas que interfieren en la ilutninación del sistema

0 Determinar la carga tdrmica del edificio de biblioteca 5, usar como base el proyecto de Noma Oficial Mexicana NOM-008-ENER-1997, Eficiencia cncrgdtica integral en edificios no rcsidcnciales.

1

CAPITLJLO 2

ANTECEDENTES

b

CAPITULO 2 ANTECEDENTES

2.1 Clbicación

La UNIVERSIDAD AUTóNOMA METROPOLITANA Unidad Iztapalapa. se ubica en Avenida Michoacin sin número. Colonia Viccntina dentro dc la Delegación Iztapalapa, Distrito Federal. Mdxico. A una altura de 2269 metros sobre el nivel del mar con latitud 19.4 y una longitud de 99.20.

El servicio cldctrico se encuentra alimentado a 23 KV, y se facturaba en tarifa ordinaria para servicio general en media tensión con demanda menor a 500 KW (tarifa OM). A partir de enero de I097 se factura en tarifa HM, que es la tarifa horaria para servicio general en media tensión a cualquicr uso. con una demanda de SO0 KW o más.

2.2 Edificios Del Plantel

En el periodo de la realización del diagnóstico. la Universidad tenía 20 edificios identificándose por letras cada uno de ellos. De acuerdo con las actividades que se realizan, se hace la siguiente división:

Edificio A. Se encuentra la Rectoría de la unidad en la planta alta y Oficinas Administrativas. La planta baja abarca casi en su totalidad el Centro de Cómputo para actividades escolares, de Docencia y la Pagaduría. Cuenta ho>. en día con un anexo AA.

Los edificios B, C, D y E se utilizan para aulas. en particular el edificio B alberga a la coordinación de sistemas escolares en la planta baja y el cdificio E a auditorios. dichos edificios se componen de cuatro pisos. En el cdifico C cxistcn auditorios cn la planta baja y en cl D se encuentra el espacio asignado para audiovisuales, los dos se componen de tres pisos.

Dedicados a la Investigación y ubicación de profesores. existen cuatro edificios. a saber el H , R, S y T .

El edificio H tiene un anexo usado para la dirección de Ciencias Sociales y Humanidades, mientras quc el R cucnta con espacios para laboratorios de investigación >' docencia anlbos cuentan con tres plantas. Rcfcrentc a los edificios S y T. los dos se utilizan para laboratorios y para la dirección dc Ciencias Biológicas J. de la Salud y de Ciencias Básicas e Ingeniería respectivamente, además de contar con anexos J' con cuatro pisos cada uno y que son: AT. AS y AH.

Englobados en una área. se encuentran los edificios L y C . El cdificio L alberga a la Bibliotcca dc la Unidad con cuatro pisos mientras que el edificio G con dos plantas en donde sc realizan actividades culturales (sala Cuicacalli y la galería de arte). El edificio F cuenta con dos pisos y en éI se rcalizan actividades de posgrado

El área de Recursos Materiales y Extensión Universitaria sc encuentra en el edificio Q y el servicio de Mantenimiento, Talleres y la Bodega General se ubican en el cdificio O, ambos se conforman de dos pisos.

La unidad cucnta con cuatro Plantas Piloto (P.P-I. P.P-2. P.P-3 y P.P-4) que se encuentran en los edificios P. En el edificio IJ se encuentra el cuarto de máquinas. anlbos P y U tienen dos nivclcs cada uno. El edificio W se utiliza para el Bioterio J. cuenta con un sólo n i \ c l . En el edificio Ñ esta el almacén y proveduría.

En el edificio M se encuentra la Cafeteria, Actividades Deportivas y Servicios Mtdicos. la primera tiene una sola planta. los restantes. dos niveles. El área dedicada a la actividad de squash es el edificio N. Finalmcntc. cxistc una I'lanta Acuicola. un In\crnadcro. Arca Deportiva. Kiosco. Planta de Tratamiento de Aguas Residuales, Cisterna para agua tratada y Estacionamientos.

Se tiene contemplado la terminación de dos cdificios. el edificio del mcdio ambiente J. el centro de documentación especial que se ubicará en el segundo anexo del edificio H.

2.3 Edificios Diagnosticados En 1991

La siguiente tabla muestra la actividad J. distribución de cargas nmsualcs por edificio. evaluados en el seminario de proyecto mencionado

Tabla 2. I Distribución de cargas por edificio. Edificio Actividad Consumo mensual promedio

K w h A Rectoría 139 450 B

Biblioteca 4s SS0 L Dirección dc CSH (*) 13 282 H

G Aulas y Auditorios 12 659 E

Aulas I6 532 D Aulas y Auditorios 16 3 I4 C

Sistemas Escolares Aulas 9 977

""" Cultural

M """ Cafetería N Squash 11 o33 - N I I Alnlactn """

O """ Bodega General P """ 1 Planta Piloto Q Recursos Materiales y Extensión Universitaria 20 848 R 28 708 S Dirección de CBS (**) 43 991 R

Cuartos dc Máquinas 4 19s U Dirección de CBI (***) 20 67 I T Dirección de CBS (**) 43 991 S

Laboratorios 28 708

""" Cuartos de Máquinas V W """ Bioterio

* Ciencias Socialcs y I lulnanidades.

Los edificios que consumen mayor cantidad de energía elkctrica son: edificio A seguido por el edificio L. Este edificio se estudia et1 conjunto con el edificio de Rectoría como una continuación de la evaluación previa (Mctodologia para el Diagnóstico Eléctrico cn Centros Educativos. Aplicación a la Universidad Autónoma Metropolitana Unidad Iztapalapa), realizada por un gnlpo de alumnos de Csta Univcrsidad (ALVAREZ VELASCO JORGE ENRIQUE y GRANADOS SANTA CRUZ NORBERTO).

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2.4 Biblioteca

El edificio “L” es sede dc las instalaciones de la Coordinación dc Servicios Documentales y satisface las necesidades de información documental de la comunidad y apoya la realización de las actividades sustantivas de la Universidad. Pone a disposición de los usuarios el material bibliográfico, hemerográfico y documental que sirve de apoyo al dcsarrollo académico de esta casa de estudios: para ello rcalizan actividades como búsqueda de materiales. adquisiciones. catalogación, clasificación y diseminación de la información y organización de sus diferentes acervos; estas actividades se realizan a travds de sus difcrcntcs secciones que son:

1. Sección de Biblioteca 2. Sección de Hcmcrotcca 3 . Sección de Sistemas Bibliotecarios 4. Sección de Libreria S. Sección de Adquisición 6. Sección de Análisis Bibliográfico

~~~ Sección de Biblioteca. Ticnc a su cargo la atención directa a los usuarios y la custodia del acervo bibliogrifico: tambidn tiene encomendada la labor de fijar los procedimientos necesarios para que los lectores tengan acccso a los materiales de Acervo General y Colecciones Especiales.

Sección de Hemeroteca. Esta sección es la responsable de realizar tareas encomendadas a la adquisición. organización y control del material hemerográfico proporcionando el scrvicio adecuado que la comunidad universitaria necesita para realizar las actividades de doccncia. investigación y difusión de la cultura.

Sección de Sistemas Bibliotecarios. Es la encargada dc la búsqueda. localización y obtención de documentos a nivel nacional como internacional, además de proporcionar infonnación bibliográfica especializada, )‘a sea en forma manual o automatizada.

Sección de Librería. Se encarga de adquirir. organizar y poner a la venta el material bibliográfico y de papelería que requiere la comunidad universitaria para el desarrollo de sus actividades.

Sección dc Adquisicioncs. La actividad de esta sección está orientada a la adquisición ya sea por compra, canje o donación de los nlatcrialcs bibliográficos necesarios para conformar y actualizar el acervo documcntal con que cuenta la UAM-lztapalapa para el desarrollo de su vida acaddmica.

Sección de Análisis Bibliográficos. Investiga. analiza. cataloga y clasifica los matcrialcs que se adquieren para organizar los diferentes catálogos tdcnicos y de usuarios. los cuales facilitan el acceso a la información bajo diversas opciones: Autor, Título y Materia.

El edificio de la biblioteca se compone de cuatro niveles dedicadas cada una a difcrcntes actividades:

Planta baja Oficina de la jefatura de la coordinación. Sección de adquisiciones.

0 Sección de análisis bibliográfico. Sección de biblioteca. Catálogos (autor. título y materia). Colecciones especiales (Vicente Lira. Martin L. Guxmán. Erren Fierro y Libros raros). Sección de librería.

Primer piso Acervo general dc las arcas de ciencias. tecnología >' bibliografia ( dc la chsc Q-z) Sala de consulta.

o Salón multidisciplinario. o Salón de tnccanografiado. 0 Cubículos de estudio.

Fotocopiado.

- Segundo piso 0 Acervo general dc las arcas dc ciencias sociales, humanidades 1 iitcratura (dc la clase A-PI.

Cubículos de estudio e Salón multidisciplinario. 0 Colección especial (Luis Carrillo).

T c r c c r - 0 Sección de I-icmcrotcca.

Colccción de publicaciones periódicas. Colección dc publicaciones oficiales.

o Coleccioncs especiales (Manuel Sandoval Vallarta y Carlos Gracf Fcrnándcz) 0 Sala de profesores. 0 Sección de sistemas bibliotecarios.

Acervo gcncral de indices avances. 0 Clolccción dc tesis. 0 Publicaciones UAM. 0 Microformatos.

Mapotcca. 0 Scrvicios dc consulta a Bancos de Infornlación.

Cubículos dc estudio.

El horario normal dcl edificio es de lunes a ticmcs de X:00 a 22.00 horas, excepto en las vacacioncs dc verano. cuando las instalaciones del edificio cierran. Cuando cl trimcstrc escolar cstá por terminar (semana 9) la bibliotcca ofrccc un día más de servicio cada semana. De esta forma cl encendido de las lámparas es de 14 horas continuas.

CAPITULO 3

METODOLOGíA

I L

CAPITlJLO 3 METODOLOGíA

3.1.- Metodología De 'Trabajo

El trabajo se realizará según los siguientes pasos.

1. Revisión del proyecto a n t c a Inspeccionar el estudio realizado con anterioridad para tener conocimiento del comportamiento en el gasto energético de la Universidad Autónoma Metropolitana Unidad Iztapalapa.

2. Ubicación del edificio. El edificio que se practicará cl estudio energdtico (L) se marcará en un plano de la Universidad, resaltando el contorno para facilitar su ubicación.

3. Inspección ocular de las instalaciones. Es necesario realizar un recorrido por las instalaciones del edificio y corroborar los cambios existentes durante el periodo de 1 99 1 - 1994.

4. "étodo dc cavidad zonal. Medir la intensidad luminosa de cada cubiculo. oficina. salón. corredores !' todo espacio fisico del edificio a estudiar.

S . Cuantificación del equipo eléctrico J. electrónico. En la medida de lo posible realizar un recuento del equipo eléctrico y electrónico existente en el edificio.

6. Aplicar la Nomm Oficial Mexicana de Aire Acondicionado. En esta etapa se prueba la Norma. siguiendo paso a paso la metodología ahí presentada.

7. Resultado& Presentar los resultados del estudio del edificio. así como cada mbro que lo compone; iluminación, aire acondicionado, equipo eléctrico electrónico.

8 . Sugerencias. Dar opiniones que sirvan de guía para realizar correcciones o mejoras para una correcta utilización de la energía eléctrica con un estudio cconómico !. tccnico.

9. ConclusioneL Mostrar una cartera de opciones y mencionar a juicio propio el más rentable tanto económica como energéticamente.

3.2 Sistema De Iluminación

3.2.1. Introducción. Un sistema de alumbrado bien proyectado dcbc proporcionar una iluminación suficiente para la tarea

visual realizada. con una visión adecuada y una iluminación balanceada de los alrcdcdorcs para dar un sentido de comodidad, bienestar y seguridad. En función de estas características existentes. dcbe existir un sistema de Iluminación que produzca un bucn ambiente visual. que es una combinaci6n de fuentes de luz natural artificial. La luz de éstas, inciden e11 las superficies del local, reflejándose y produciendo finalnlente luminancias.

Cuando los sistemas de iluminación producen los niveles adecuados para las tareas visuales que se realizan en el plano de trabajo, entonces se dice que cste sistema está bien diseñado. De otra forma. dcbc realizarse un estudio a través de un método que determine los niveles de iluminación adecuados, proporcionados por las luminarias localizadas en espacios cerrados.

Para obtcncr un ambicntc luminoso y bien balanceado, es ncccsario tomar en cuenta cl acabado dcl local. mobiliario. equipo y color. Uno de los aspectos más importantes en el discíio de un sistema dc ilun~inación es la dctcrminación del nivcl adecuado de iluminancia. La selección se hace de acuerdo a la tarea visual o actividad rcalizada. Como resultado dc aíios de investigación sobrc la visibilidad. sc han cstablccido nivclcs dc iluminación. A continuación se muestran las actividades mis comuncs quc sc realizan en las cscuclas (tabla 3.1 .).

Los nivclcs de ilun~inación para localcs intcriorcs que rccomicnda la Sociedad Mcsicana dc Ingeniería cn Iluminación A.C. - Iluminating Enginccring Society.- México chapter, para centros educativos son:

Tabla 3. I . Nivclcs de iluminación para edificios dc cnscíianza BIBLlOTECAS Sala de lectura

Luscs

200 Anaquclcs 400

Reparación dc libros 3 0 0

Arcllivcros y catalogar 400 Mesa checadora dc cntrada y salida dc libros 400 ESCUELAS Salones dc clase 400 Salones de dibujo GOO OFICINAS Contabilidad. Audiloria 000 Sala dc conferencias. Archivo 200 AREAS COMUNES Elcvadorcs

1 O0 Pasillos y corrcdorcs I O0 Escaleras 1 O0

3.2.2. Método para la medición de iluminancia. La cantidad dc luz proycctada por una "candela" patrón sobrc una área de un mctro cuadrado dc una

esfera con un mctro de radio, es una "candela mctrol' o "Lux", que es la unidad de iluminación. El lumen cs la cantidad total de la luz cmitida por una vcla. u n foco eldctrico. un luminario, un pancl luminoso. etc. El deslumbranliento es la incidencia de la fucrza luminosa, mientras que el brillo es un reflejo de esa incidencia. Para medir la cantidad dc ilunlinación, es necesario contar con un instrumento que sca capaz de registrarla.

La mcdición sc rcaliza prcfcrentcmcntc dcspuds de ocultarse cl sol. con el objcto dc evitar su contribución a la generada por la luminaria. Dc acucrdo con la tabla 3. I , la mesa de trabajo debe recibir una iluminación difcrcntc a la zona donde sc encuentran los anaquclcs, los pasillos !' las cscalcras.

Las luminarias distribuidas a lo largo del árca de trabajo, sc dcbcn mostrar en un plano indicando su posición. Para ello se pucdc apoyar cn planos dc iluminación del edificio (si cs que csisten). La mcdición se realiza abajo de cada luminaria y a sus lados como lo indica la figura ( I ).

*

* I I * *

*

I * i

* *

*

I * *

Figura 1 . Se muestra el tipo de nlcdición rcalixada (*) en dirercrltcs puntos. los rectángulos simulan a los gabinetes,

Para obtener una iluminación adecuada es necesario contar con las luminarias suficientes para el área estudiada. Algunos de los factores que inciden en el nivel de iluminación son:

* Dimensiones del local * Rcflectancias * Pdrdidas de iluminación * Tipo. potencia y número de lámpara * Lúnmes por lámpara

El claro conocimiento de &tos factores permiten evaluar la cantidad ncccsaria de luminarias para una iluminación homogénea del recinto. El mdtodo de medición de la iluminancia que se utiliza es el de Cavidad zonal, los detalles del desarrollo >’ aplicación se muestran cn el anexo A.

3.2.3. Conteo de l u n ~ i ~ ~ a r i a s existentes. En un recorrido por las instalaciones se realiza un contco general de los gabinetes que existen en cdda

nivel. anotando el tipo dc gabinete, las lámparas que abriga, los que cstan total o yarcialmentc fuera de servicio. Aquí mismo se detectan zonas claras y oscuras que generan una mala distribución de la iluminación. Se identifican en cada piso los siguientes puntos:

* Númcro de luminarias. * Dimensiones de la luminaria. * Luminarias totalmcntc apagados. * Lámparas sin funcionar. * Potencia de las lámparas utilizadas. * Número de lámparas que albergan las luminarias.

Para tener conocimiento del comportamiento de los puntos anteriores se generan una tablas indicando la participación por niveles y el total.

3.2.4. Evaluación de niveles y distribución de iluminancia. Los niveles de iluminancia se miden a una altura de 150 cm. a partir del piso cn zonas usadas para

anaqueles, pasillos y escaleras. Otra medición es la correspondicntc a la mcsa de trabajo con una altura de 75 cm. desde el nivel del piso. Esta última corresponde a las salas de lectura, salones de clase. contabilidad, oficinas. mesas checadoras y archiveros.

12

Para un funcionamiento óptimo del árca cs ncccsario quc la iluminación sea homogdnca. Los resultados dc las mediciones nos pcrnlitcn conocer el nhcl de iluminación cvistcntc cn SUS dos modalidades La conlparación de las rncdicioncs con los niveles rccomcndados cs un factor dctcrminante para mencionar la deficiencia, exccso o nivcl óptimo de la iluminación del espacio.

La medición sc realiza al cacr la tardc (de 1 c ) : O O a 2 1:30 horas) con cl objeto de quc no csista contribución por partc de los ra?'os solares. En fotocopias de los planos se anotan las mcdicioncs realizadas, ya sea para mesas de trabajo o zona de anaqueles. Es ncccsario indicar a que tipo de zona pertcnccc la medición con colorcs difcrcntcs. Es ncccsario anotar los cambios cxistcntes en la disposición de las árcas y dc los gabinctcs. con el objeto de contribuir con la actualización de los planos de iluminación. Hoy en día cs aceptable contar con 300 luxcs en zona de anaquclcs J SO0 luscs para sala dc Icctura.

3.2.5. Consumo total de energía. Lo anterior nos permite evaluar la cantidad de energía denlandada dcl cdificio, así como la potcncia

instalada cn cl rubro de iluminación. En un principio sc cuentan todas las contribuciones de los gabinctcs aim cuando las lámparas cstkn apagadas o al término de su vida útil.

3.3 Carga Eléctrica

3.3.1. Introducción. Dcsdc el punto de vista del suministro cldctrico, cxistcn dos tipos dc cargas:

0 Caraas resistivas; como por cjcmplo: los calcntadorcs u hornos dc rcsistcncia y las lámparas de filamento. En el caso de corricnte alterna, cn los cquipos mencionados. la curva dc intensidad se encuentra en fase con la de voltajc.

0 Cargas rcactivas; cjcmplo: Los motorcs, transformadorcs. Ihmparas de dcscarga, máquinas de soldadura. En cstos cquipos una componcntc dc la intensidad cstá desfasada con el voltajc.

Las cargas resistivas sólo consumcn corricntc activa micntras que las cargas rcactivas consumen corriente activa y rcactiva.

La carga cldctrica es la potcncia que demanda. cn un momento dado. un aparato o máquina. o un conjunto de aparatos de utilización concctados a un circuito cldctrico. La carga cldctrica pucdc variar en cl ticmpo y dependc dcl tipo dc scrvicio. La suma dc potencias nominalcs dc las máquinas y aparatos que consumcn energía cléctrica concctados a un circuito sc denomina carga conectada.

Toda cdificación cuenta con instalación cldctrica con cl ob-jcto de alimentar en cl nlomento que se desee utilizar un equipo para un trabajo dcterminado. Estas tcminalcs sc conocen como contactos y cn cllas sc conectan los equipos cléctricos y electrónicos quc demandan una cierta cantidad de cncrgía cldctrica durante cl lapso en que cstan cnccndidos. En esta situación es importantc cncontrar la forma cn que dichos aparatos scan utilizados de manera eficiente para evitar cl despcrdicio de energía.

3.3.2. Equipo existente. El consumo dc electricidad dcpcndc de la potcncia del equipo v el tiempo dc uso. Es ncccsario cuantificar

el tipo de equipo, unidadcs, horas de uso y potcncia, para dctcminar la demanda total mensual por cstc rubro. Se identifica cl equipo cldctrico csistentc en cada nivcl del cdificio.

3.3.3. Carga eléctrica por niveles y por edificio.

análisis y mejoras susccptiblcs a realizarse. En cstc momento se reseña la carga elcctriea del total dcl cquipo involucrado por niveles y se realiza su

3.4 Carga Térmica

3.4. l. Introducción. El acotldicionamiento de aire pucdc definirse como el control simultánco de todos los factores. O al

menos los tres primeros, que afcctan a las condiciones fisicas y químicas dc la atmósfera que hay dentro de cualquier espacio. Estos factores son la temperatura, la humedad, la distribución, el movimiento, el polvo. las bacterias. los olores y los gases tóxicos. la mayor parte de los cuales afcctan. en mal.or o menor grado, a la salud y al confort humano.

El aire propiamcnte acondicionado ha tenido quc sufrir uno o varios procesos. Por ejemplo. se ha calentado o enfriado, se le ha desprovisto o provisto de Ilumcdad (dcshumidificación o humidificación). se ha puesto en movimiento por medio de ventiladores u otros aparatos, >' se ha filtrado o se ha sometido a limpieza. Todo esto se pucdc ordenar dc la siguicnte manera.

1. Calentamiento 2. Enfriamiento 3 , I4umidificación 4. Deshumidificación 5. Circulación 6. Limpieza y filtrado

La impresión en muchos casos es quc el equipo de enfriamiento o de calcntamicnto enfria o calienta una habitación. Esto es verdad sólo en parte, !'a que todo cl trabajo que cl cquipo realiza recae sobre el aire de la habitación misma, eon respecto a esto. convicric recordar que el aire es sólo un vehículo utilizado para llevar humedad y temperatura de un punto a otro. además de tener una buena calidad sin impurezas. El aire es un elemento tangible y cada metro cúbico de aire que rodea a una pcrsona tiene cierto peso y cierta cantidad de humedad. lo que depende de la temperatura 5' de la altitud sobre el nivel del mar.

El aire acondicionado t a l como se utiliza en los edificios. locales con~ercialcs y fábricas. es el control del ambiente de trabajo. manteniendo la temperatura 5, humedad dentro dc ciertos límites apropiados a la actividad que se desarrolla.

La diferencia entre el clima exterior e interior produce movimientos de materia y cncrgía a través de las paredes y las aberturas de la edificación. cuya magnitud dependerá de la eficiencia del revestimiento y tamaño de las árcas libres de la construcción. En la medida que el edificio esté bien diseñado. se reducirán los requerimientos de aportaciones externas por aire acondicionado y ventilación.

Resulta evidcntc que las condiciones climatológicas del exterior de un local intervienen directamente en las condiciones ambietltales interiores. Si se pretende mantcnerlas bajo control. habría que actuar mediante alguna aplicación de energía sobre determinados sistcnm y elementos. Las influencias a las que se encuentra sometida toda edificación son:

* ‘I’en1peratura c s m . Si dsta es inferior a la dcseada cn el interior. el cfccto será dc enfriamiento o pérdida de calor. Si es superior a la interior. habrá un calentamiento o ganancia dc calor.

* Humedad csterim El aire se encontrará húmedo o scco dcpcndicndo de las condiciones climáticas que imperen cn un momento detcrminado.

* Radiación solar. Su efecto se traducirá sicmpre cn un calcntamicnto o ganancia dc calor.

* ~~ Iluminación artificial. Todas las fuentes artificialcs de luz son una forma de cncrgía que cntra al local o edificio y produce calentamiento o ganancia dc calor. cn virtud de su eficiencia de convcrsión.

* Maquinaria. La maquinaria para la producción o auxiliar, utiliza cncrgía para su funcionamiento y una partc de ella es disipada al ambiente a causa dc las incvitablcs pérdidas: en consecucncia, la maquinaria produce calentamicnto o ganancia de calor.

* ~ _ _ _ Personas. La ocupación por personas gcncran calor y origina una ganancia de calor. cuya cantidad dcpcndc del tipo de actividad dcsarrollada.

Para calcular la carga térmica dc las instalaciones es ncccsario apo\.arsc cn cl pro\ccto de Norma Oficial Mexicana, quc sc rcficrc al uso eficiente de energía cn cdificios no habitacionalcs.

Toda instalación de acondicionamiento ambiental está formada por varios subcon-juntos o módulos en función del tipo de uso final rcquerido. Se debe verificar que todos los clcmentos dci sistema de aire acondicionado estén opcrando correctamentc. Los parjmetros físicos de acucrdo a su mayor importancia son:

1 . 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9 . 1 o. 1 1 . 12. 13.

Tempcratura de bulbo scco del aire. Temperatura de bulbo húmedo del aire Humedad relativa del aire. Presión dcl airc. Velocidad dcl aire. Intcnsidad elcctrica dc máquinas. Voltaje dc las máquinas, Potcncia cléctrica dc máquinas. Velocidad de rotación dc miquinas. Temperatura dcl agua. Presión del agua. Presión dcl vapor. Flujo de agua.

Algunos dc los parámctros están íntimamcntc ligados y conociendo algunos dc cllos podemos obtcncr los otros parámctros utilizando la carta psicromdtrica (diagramas de Mollicr) >’ las características de los equipos o maquinarias.

3.4.2. Temperatura La tempera/uru de rocí? indica la cantidad de humedad contenida en cl airc. Es la temperatura a la cual

el aire sc satura cuando sc cnfría, suponicndo quc no hay aumento ni disminución dc humedad. La temperatzG de bulbo seco es la que se mide con un termórnctro ordinario, y cs la medida dcl calor sensible del airc >. la /crn~~era/z~ru de hdho htímedo indica la cantidad de calor total contenido cn el aire y sc determina cubriendo el bulbo de un termómetro con franela o con u11 trapo húmedo y sc hace pasar aire rápidamente, cn csta forma la humedad comicnza a evaporarse.

Se rcquicrc calor para evaporar el agua. Cuando se hace circular el aire no saturado sobre una supcrfkic de agua tibia. su humedad empieza a incremcntarsc hasta la saturación. Para este proceso. el calor latentc se suministra de alguna fuente. Parte de este calor proviene, inicialmcnte, dc la misma agua y después pcnnaneccrá a dicha temperatura. y cl calor latente se suplirá dcl mismo aire que se cnfría. A cstc fcnómcno se IC conocc como

temperatura dc vaporización dcl agua conocida como tcm/~ernturu de va-porizrrciin adiaha/ica. Esta temperatura se alcanza cuando el aire se ha saturado completamente.

" lcmperulttru de sat~wncicin ndiahdrica. La mínima tcmpcratura a la cual el aire se pucdc enfriar es la

Calefacción en invierno.- Cuando un espacio se rcquicrc calentar a una tcmperatura ti, el aire quc se suministra debe tener una temperatura mayor. con objcto de que al enfriarse hasta fr. proporcione el calor suficiente para compcnsar las fugas dc calor quc se originan por conducción a travks de pisos. techos y muros. por infiltraciones, ctcétera.

Calefacción en verano.- Cuando se requiere enfriar un espacio. el aire de suministro dcbc tener una tcmpcratura menor que la del espacio por acondicionar. de tal modo que la ganancia de calor del aire sca igual a la ganancia dc calor dcl espacio, la cual sc dcbcrá. por ejemplo. al calor conducido a travds de techos, pisos. paredes, calor debido a personas, por infiltraciones, ctcdtcra.

3.4.3. Humedad El peso de vapor de agua csprcsado en libras o granos por cada pic cúbico dc cspacio sc llama humedad

nbsolu/a o densidad del vapor de agm. El peso de vapor de agua cxprcsado en granos por libra de aire seco sc llama humedad espccífica. La hlmedad reluriva se define como la relación de presión parcial del vapor cn cl aire con la presión de saturación del vapor correspondicntc a la temperatura cxistcntc, o bien. cs la relación dc la dcnsidad del vapor de agua en el airc con la densidad de saturación a la tcmpcratura corrcspondicntc.

3.4.4. Calidad del aire. La composición química del aire es muJ- importante. Poco interesa que aumente el CO,. o quc disminuqa

cl oxígeno dcbido a la combustión fisiológica, ya que con ventilación se rcsuclvc el problcma. La modficación de olores requierc, sin embargo. mucha ventilación, o bien, la purificación de aire por mcdio de algún rccurso artificial. Para asegurar la purcza del ambiente es ncccsario la introducción de un cierto caudal de aire en las zonas ocupadas dentro de los límites requeridos para proporcionar un confort y bicnestar a los ocupantcs. Es nccesario prestar atcnción al caso particular en cl que el aire introducido en cl ambiente sea variable, > a que puede originar corrientes molestas para los ocupantes. Nulificar partículas sólidas en el aire es de vital importancia no sólo para la salud, sino porque disminuye los gastos dc limpieza y mantenimiento.

El humo quc molcsta a los ojos y la nariz. requiere de una buena ventilación. En ciertos casos cs necesario excluir el polen, porque causa asma y molestia a los que padecen cierto tipo de alcrgias. El movimiento del aire sobre el cuerpo humano, incrementa la pérdida de calor y humcdad además de modificar la sensación de frío o calor. El grado de filtrado pucde variar desdc una sencilla retención de partículas de polvo en suspensión en el aire en climatizaciones normales, hasta la esterilidad del aire y tratamiento germicida empleado en el

I6

tratamiento del aire de los quirófanos y dependencias asdpticas. Las impurezas presentes cn el aire exterior >. en los ambientes acondicionados. tienen características extremadamente variables. existiendo en dl; partículas sólidas, minerales. animales o vegetales, humos. niebla. gases. vapores, polen. bacterias. etc.

Existen en el mercado numerosos dispositivos para limpiar y filtrar el aire. tales dispositivos sirven para eliminar las partículas dispersas en el aire. que son perjudiciales para la salud >' confort. Se clasifican en polvo. vapores y humo; el polvo y los vapores se sedinmtan en aire en calma. mientras que el humo es acomodado por el movimiento más bien que por gravedad 5. permanecerá en el aire.

El lavado del aire es eficaz para eliminar el polvo. los vapores !' los humos. cuando son solublcs en agua, sin embargo las partículas de carbón, hollín y otras sustancias similares no se climinan por este método de limpieza. Para limpiar el aire dc estas sustancias se han dcsarrollado filtros de tipo seco >. viscoso. Para reunir los requisitos escnciales del aire limpio. un sistema limpiador de aire debe tener las siguientes propicdades:

o Ser eficaz en la elininación dc impurezas nocivas o molestas dcl aire. tales

0 Ser eficaz en un considerable margen de vclocidadcs Tener una gran capacidad de rctcnción dc polvo sin un aumento csccsivo de

Fácil de limpiar y manejar o capacidad para su propia autolinlpieza Dejar el paso de aire a través del filtro o limpiador libre de humedad o de los

como polvo, basura, polen. bacterias. etc.

la resistencia

líquidos de carga empleados en el limpiador.

3.4.5. Norma oficial mexicana. La Secretaría de Energía, Minas c Industria Paraestatal, dió a conocer el día 20 de Ma>,o de 1994, El

borrador de anteproyecto de Norma Oficial Mexicana Eficiencia Energética NOM-000.-ENER- 1994. La denominación es "Edificaciones para uso no habitacional" Eficiencia cncrgética intcgral cn cdificaciones para uso no habitacional. Especificaciones y métodos de verificación.

Postcriornlcntc la Secretaría de Comercio y Fomento Industrial cmitc. cn el Diario Oficial dc la Fcdcración, la publicación para comentarios el 19 de octubre de 1994 como proyecto dc Norma Oficial Mexicana NOM-08 1-SCFI-I 994. Eficiencia energdtica integral en edificios no residenciales. Especificaciones y métodos de vcrificación. En la actualidad sigue en revisión baio el nombre de NOM-008-ENER-1997, Eficiencia energética integral en edificios no residenciales. Esta Norma es realizada por el Comité Consultivo Nacional de Normalización para la preservación y uso racional de los recursos cnergdticos.

El proJccto de Norma establece los requerimientos mínimos de diseño. construcción y operación de edificios nuevos; de áreas con modificaciones J' ampliaciones. así como de remodclacioncs !/o reparaciones de la envolvente de edificios existentes. de propiedad pública o privada, para lograr cl uso eficiente dc la energía. sin restringir las funciones del edificio ni el confort y productividad de sus ocupantes.

El proyecto de Norma Oficial Mexicana es una ayuda invaluable para la dctcmlinación de la carga térmica del edificio y cl equipo de aire acondicionado óptimo para las condiciones actuales. El método planteado nos conduce a registrar la ubicación del edificio, las áreas expuestas a la radiación solar, los materiales de construcción, el uso que se le da. entre otros factores. En el apéndice B se presentan los pasos a seguir para el cálculo del equipo apropiado.

17

3.4.6. Comprobación de los planos de construcción. Las propiedades térmicas de los materiales de construcción afectan al diseño de los sistemas de

acondicionamiento dc airc y de calcfacción. El flujo de calor a travds de paredes. suelos y techos es normalmente la base de cálculo del calor o cnfriamicnto requerido para un determinado cdificio o local. Como cl coeficicntc de transmisión de calor varía según el material utilizado. es importante conocer el tipo de material que confonna al edificio. Para ello se deben consultar los planos dc construcción del edificio al cual se prctcndc realizar el estudio.

Se puede determinar la pkrdida de calor a travds de suclos, techos. parcdes y ventanas. depcndicndo del coeficiente de transmisión de calor dc la construcción y de los materiales aislantes usados. Toda edificación debe contar con planos en donde se muestren las dimensiones. tipo de material utilizado en la construcción. rcd dc tuberías para agua. gas, electricidad y conductos de airc acondicionado (si cuenta con dl). Además se pueden corregir los cambios existcntcs y anotarlos para su actualización.

Es ncccsario tener copias fotostáticas dc los planos para rcalizar los apuntes ncccsarios en la toma de mediciones.

3.4.7. Resultados. Cuando se termina de realizar los cálculos adecuados y dc llenar las formas de la Norma, se presentan

los resultados parciales y finales dcl estudio. Estas puede ser en fonna de tablas o gráficas que indiquen la aportación por conducción, radiación solar y cargas internas de calor.

El equipo necesario para evacuar la carga de calor. es u n rcsultado dc los cálculos realizados con ayuda de la Norma y estará indicada en toneladas de refrigeración.

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CAPITlJLO 4

LEVANTAMIENTO DE I N F O R M A C I ~ N Y MEDICIONES

I

CAPITULO 4 LEVANTAMIENTO DE I N F O R M A C I ~ N Y MEDICIONES

El Plano General de la Universidad Autónoma Metropolitana Unidad lztapalapa se muestra en la siguiente página, el edificio de la Biblioteca (L) se ubica a1 oeste del edificio de Aulas (B) 1. a un costado del edificio de Ciencias Bisicas c Ingeniería (T). El recorrido por el interior del edificio pcrnlite conocer que la distribución de los gabinetes sigue igual, de acucrdo con los planos de iluminación para los pisos scgundo y tercero. excepto en el primer nivel. Las corrcccioncs se presentan en los planos fotocopiados exclusivamente para anotar las mediciones de iluminación.

Debido a la carencia del plano correspondiente al primer piso. se procedió a elaborarlo con objeto de tener un precedente de la ubicación y distribución de los gabinctes para realizar las anotaciones. c u p s mediciones fueron tomadas para verificar el estado actual que guardan. Se dctcctaron zonas oscuras en los tres niveles tanto en lugares dc lectura y escritura como en zona de pasillo o búsqueda de libros. Además de zonas muy iluminadas en contraste con aqucllas.

Los vidrios de las ventanas que dan al extcrior son polarizados y permiten el paso de la luz natural cn una cantidad menor. Los ventanales tienen una altura de 3.0 metros !. cubren una drca lateral aproximada de el 80%. Existe alfombra en los tres niveles superiores de color an1arillo moteado. Las paredes de las escaleras J. tiro de aire. son blancas, l a s que dividen a cada cubículo son de color café oscuro y algunos conticncn ventanas.

4.1 Sistema De Iluminación

Los siguientes rcsultados se refieren a los nivelcs: primcro, scgundo y tercero del edificio. Los datos rcportados para la planta baja se apoyan en una aproximación quc depende del comportamiento de los niveles antcriorcs. La altura dcl piso de cada nivel es de 3.0 mctros y se distinguen dos tipos de mediciones: mesa de trabajo cn donde el individuo realiza su tarea de aprendizaje correspondiendo a 0.75 mctros y la zona de pasillo o estantería a 1 .S nlctros en donde se realiza la búsqueda de bibliografia o tránsito de un lugar a otro.

/Mesa de trabajo 1

d ~1 Figura 2. Medición a diferentes alturas.

20

4.1.1. Descripción El sistema de alumbrado interior del edificio en su totalidad se compone de la siguiente manera ( 1995):

o 996 gabinctcs de 4x39W de arranque instantáneo con~únmentc conocido como "SlimLinc" color luz de día con un fluJo luminoso de 2500 Iúmcncs. Para controlar el encendido de las lámparas. cada gabinete cuenta con dos balastros de bajas pdrdidas y alto factor de potencia. El luminario es para empotrar o sobreponer y tiene acrilico prismático para evitar deslumbramiento, además de controlar el flujo luminoso.

0 10 gabinctcs dc lx7SW dc encendido instantáneo color luz de día con 5459 limcnes iniciales y un balastro por cada Iárnpara de Ix75W de bajas pérdidas y alto factor de potencia.

o 4 gabinetes de 2x40W con acabado blanco frío. dc arranque ripido >. u n flujo luminoso de 2900 lúmencs iniciales. Por cada lunlinario existe un balastro dc 2s39W de bajas pdrdidas 1, alto Lnctor de potencia. El luminario es para empotrar y tiene acrilico prismático para evitar dcslumbramiento, además de controlar el flujo luminoso.

0 4 gabinetes de 4x20W de encendido rápido con arrancador y un acabado de luz de día. El flu.10 luminoso inicial es de 1075 lúmenes y cuenta con balastros de 2x20W de bajas perdidas >' alto factor de potencia. El luminario se sobreponer y tiene acrilico prismático para evitar deslumbramiento, además de controlar el fluJo luminoso.

Se considera para futuros cálculos que la potencia demandada por cl balastro dc las lámparas fluoresccntcs cs de 20% de la potencia de la lámpara !. se utiliza por lo regular uno por cada dos lámparas.

. . . . . . . . . . . . . , . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . iLuminaria de 4 Iámpms T-12 de 39 Watts j

!de 60 x 120 cms con lente prismático jdc 2.4-1 mts de longitud. desnuda

. . " . .

ilutninnria de 1 lámpara T-12 dc 75 Watts

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . I . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

iLurninario de 2 lámpara tipo U de 40 Watts 1 iLunlinario de 1 lámparas T-12 de 20 Watts ide 60 x 60 crns. con lente prisnlático !de 60 x 60 ctns. con lente prismático

,

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . I . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Figura 3. Equipo de ilunlinación del edificio

21

4.1.2. Consumo La potencia total instalada (PTI) se obtiene por la siguiente ccuación:

PTI = (potencia de la lámpara) x (IAmparas por lunlinario) x (número de luminarias) x ( potencia dcl balastro)

Eicmplo de aplicación; Existen 996 luminarias de 4x39W que albergan Iárnparas fluorcsccntcs, si se aplica cl 20% de la potencia del lunkario para los balastros, entonces

PTI= (39W) x (4) x (996) x( 1.2) = IS6 45 1.2 W

Para obtener el consumo total nlensual (CTM) expresado en KWldmcs, se aplica

CTM= (potencia total instalada) x (factor de conversión) S (horas de uso diario) x (dias laborables durante el mes)

si aplicamos la ecuación anterior al ejemplo, tenemos

C7"= ( I X2 45 I .2W) x ( I KW/lOOOW) x (14 Iddía) x (22 díadmcs) = S7 426.96 KWWmes La tabla 4.1 indica el consumo mensual total nominal del equipo de iluminación del edificio y da un resultado aproximado de 58 O00 KWWmes.

Tabla 4.1. Situación actual de los equipos de iluminaci6n Tipo de

K W Wmes Watts Watts luminaria Consumo Total Potencia Total instalada Potencia Cantidad

4S39W

118 3x4 Y6.0 4 2S40W 277 900 90.0 1 o ls75W

57 427 I86 451 187.2 Y96

4x20w 1 4 1 96.0 118 3 81 Total 57 9-10 188 119

El consumo total mensual (57 940 KWWmes) es cl resultado de sumar la cantidad demandada por los balastros y las lámparas. Los luminarios que albergan a lámparas de 39W conforman el 99% del total de acuerdo con la gráfica l . De aquí se desprende la idea findamental para lograr un uso racional de la luz artificial por este concepto. Los gabinetes estan empotrados en falso plafón y sus dimensiones son de 0.61 x 1.22 metros.

Gráfica l . Demanda de energía eléctrica (en porcentaje) por tipo de luminario 39 Watts

99%

otros 1%

22

4.1.3. L h p a r a s existentes En el primcr nivel sc encuentran 25 I luminarios de 4s39W y 4 de 2s40W. csisten adcmhs 235 gabinetes

dc 4s39W y 4 de 4s2OW en el segundo nivel y el tercero cuenta con 260 luminarios de 4x39W y 10 de ls75W. Existe una buena distribución de gabinetes que albergan lámparas de 39 Watts. como se ilustra en la gráfica 2. De acuerdo con los luminarios existentes se puede mencionar como una buena aproximación que la planta baja y escaleras cucntan con 250 luminarios de 4x39W en total. Así, la distribución de luminarios queda conformada tal como se muestra en la tabla 4.2.

. . . ,

Gráfica 2.- Distribución de gabinctcs 4x39W en el cdificio

primer piso 25%

planta baja 25%

tercer piso 26%

De esta manera, el total de lámparas que se encuentran en el interior del edificio es dc 4018 unidades J.

su conformación por niveles se indica en la tabla 4.3. correspondiendo 1000 a la planta baja, 1012 al primer piso, 956 y 1050 al segundo y tercer respectivamente.

Tabla 4.3, Lámoaras oor niveles en total

956 Tercero

4018 1 o 8 3984 16 Total 1050 1 o o 10.10 o

La distribución de luminarios en todo el edificio cs uniformc y sc rcprcscnta en la gráfica 3, en donde se incluyen los cuatro tipos de gabinetes.

23

Gráfica 3 . . - Distribución total de gabinctcs en cl edificio.

planta baja 25%

tercer piso 26%

primer piso 25%

segundo piso 24%

Cabe mcncionar quc cn la mayoría del cdifício se encucntran dos gabinetes juntos. Es dccir. que en realidad se compone un gabinete de 8x39W cn el área de Icctura.

4.1.4. Lámparas desperfectas Existen 20, 33 y 1 0 gabinetes sin difisor en el primer, segundo y tercer nivel respectivamente. lo anterior

da un total de 63 luminarios que se encuentran sin dihsor. La situación gcncra que el espacio sea iluminado con mayor intensidad y se produzcan, en ciertas zonas. reflejos no dcscados cuando se revisa material bibliográfico y cu>.as páginas estén elaboradas con papel lustroso y brillante.

Dcl mismo modo. sc cncontraron lámparas apagadas, lo cual ocasionan quc el nivel de iluminación disminuJa. Las manchas de luz provocan un desequilibrio en los conos y bastones de la retina y dan un sentido de incomodidad. así como pérdidas de agudeza visual. En la tabla 4.4 se muestra el número de lámparas inutilizadas por cada piso

Lo anterior indica que el 93 YO de las lámparas están en servicio. El terccr nivel es el más descuidado. esto debido al poco mantenimiento que se da a esta zona. Otro factor que se detectó es el de los difusores. una buena parte de ellos están sucios u opacos y no permiten la salida adecuada distribución de iluminación.

24

Gráfica 4. Lámparas apagadas en los tres pisos

segundo

17%

primer piso

tercer piso 64%

19%

4.1.5. Rotulación de áreas Para realizar la medición dc iluminación dcl área, se procedió a etiquetar cada cubículo y zona de

anaqueles. En los esquemas 4.1, 4.2 y 4.3 se muestran en las siguientes páginas. y se sciiala la conformación de cubículos, pasillos, escaleras y áreas de anaqueles con su respectiva etiqueta. La rotulación es personal y no necesariamcntc debc coincidir con la numeración dc cubículos rcalizado por el personal responsable de la administración del cdificio.

Se inicia con la letra L que corresponde al cdificio dc biblioteca, scguida del número de nivel de la edificación. Posteriormente se precede a enumerar los cubículos existentes y se termina con el área de estantes dcnominados con números romanos.

Ejemplos; a) L215L edificio de biblioteca 2 segundo nivel I S cubículo número 15

b) LI I I IL edificio de biblioteca 1 primer nivel I11 tercer zona de anaquelcs

La rotulación es necesaria en el mdtodo dc cmidad zonal para la dctcrminación de la calidad de la iluminación interior del edificio. Por éstc método se puedc calcular el nilmcro dc luminarios necesarios cn cada zona y se contrasta con el número actual de luminarios existcntcs en el local.

25

H d il

01 ri d 4

-1 1

H t-

d 5. d

H

d 5. il

I

t- ri

o] U

4

H U H I

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> hl ;1

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I d I d

1- d

1 m

H I r!

4.1.6. Medición de iluruinancia La medición dc iluminación se realizó en un horario de 19:OO a 2 l:3O horas con el objeto de evitar la

contribución por radiación solar. Los datos recabados pcrteneccn a los nivclcs; primero, segundo y tcrccro del edificio a diferentes alturas. Los datos obtenidos en la medición, se resumen en los planos dcl primero. segundo y tercer piso, anexados en las siguientcs páginas. Con lctra normal se rcprescnta a la medición de una altura de 75 cm. a partir del piso y con lctra versalita y en negritas a la correspondiente altura de 1.5 mts.

La distribución de luminarias es uniforme en los tres pisos, excepto el área LlllI el cual corresponde a anaqueles y mesa de trabajo, como se puede observar en los planos. En gencral los gabinetes de 4x39W están instalados en los cubículos de estudio, escaleras y zona dc pasillos y parte de la zona L31I que da al muro sur de la edificación. La unión de dos gabinetes (8x39W) se ubican en las zonas de estudio, anaqueles (los espacios más amplios y abiertos) y cn los cubículos del L3 17 al L322 que están orientados hacia el poniente del edificio.

En cuanto al nivel de iluminación, se encontró que existe una iluminancia menor al recomendado por la Sociedad Mexicana de lngcnieros cn Iluminación (400 luxes para sala de lectura y 200 para el área de anaqueles). Se resume en la tabla 4.5 el promedio de iluminación por áreas a diferentes alturas desde el nivel de piso en los tres niveles del edificio. Además de mostrar el promedio de iluminación en general por piso. Se observa que ninguna zona que corresponda a área de trabajo o zona de estudio, tiene un nivcl de iluminación superior a los 300 luxes. Rcfiridndose al cspacio destinado a pasillos y escaleras. la iluminación es aceptable, debido a que es un área de tránsito, por lo que no se requiere de una iluminación excesiva.

Para la zona de anaqueles. la situación cs diferente. la mcdición sc realizó a la mitad del cspacio comprendido entre las luminarias. Lo anterior nos llevó a registrar mcdiciones a un costado del anaqucl. la sombra proycctada por dicho elemento propició quc el registro dcl dato fuera menor. En ocasiones se dio el caso de no existir ningún luminario entre un anaquel y otro.

El estado actual del sistema de iluminación no es Óptimo como se espera. Existen luminario sin la cubierta de acrílico ocasionando una lcctura elevada de ilun~inación, un caso particular es la zona LIV con un promedio de 487 luxes para área de acomodo del material bibliográfico. Los luminarios que están apagados es otra situación que contribuye a la mala distribución de iluminancia y ocasiona incomodidad en las usuarios, (ver área L3II con 52 luxes en promedio para zona de estudio). La heterogeneidad en la iluminación se debe principalmente al mantcninicnto deficiente del sistema de alumbrado interior del edificio.

En la tabla 4.5 se indica en la primera, cuarta y quinta columna. las áreas rotuladas. Los datos de medición a nivel de mesa o zona de trabajo (0.75 cm.) sc muestran en las columnas segunda. quinta J. octava. Para la medición dc las áreas de anaqueles, pasillos, escalcras y zona de tránsito ( 1 SO cms.), se asignaron las columnas tercera, sexta y novena. Estos valores son el resultado de promediar las medicioncs realizadas en cada área.

29

O P L4 9FL Q O C

21 L

a. 7.7 V *

4

I , I , I

8 2 1 i P - ..

t t t L Y PBL 1

r--- - f b

O9 E9

pj 6 0 1

Q L aL . "

II

f o PI

1

3 1

T

."

0 1

P l LO

7 2 :

L I Liz R I L

9JL u1 11 u 1 "

1-1 LJ i

113 Li

I : .b i 9 - :I '79 I Z e 2 - 8

1 V K8 -L,

L 5

32

C;Slculo de iluminación por el método de Cavidad Zonal.

El método de cavidad zonal se desarrolla en el aneso A. a título de cjcmplo se evalúa el cubículo L 1 15 que correspondc al edificio de biblioteca, primer piso y cubículo de estudio 15. Las dimensiones del local son: largo de 5.0 mts., Ancho de 21 .O mts. y altura de 3.0 mts. En el caso del cubículo L 206, cuyo espacio fisico asemeja a una cscuadra, se tomó el área total como la composición de dos rectángulos. Para este caso se indican con unas rayas (----) las dimensiones de largo y ancho, las demás áreas no sufren alteración alguna.

Superficies de reflexión (%). El techo se conforma de falso plafón en color blanco con líneas oscuras delgadas. Una parte del muro tiene vidrio de 6mm dc espcsor expucsta al exterior, las paredes de los costados sirven como separación con otros cubículos (parcd falsa) de fomaica color madera oscura, la última parcd contiene una ventana de vidrio que da al interior del edificio. El piso tiene alfombra color amarillo con motas color cafc. Las reflexiones (de acuerdo a la Norma Oficial Mexicana) son: para el techo 80%. muros 30%, y piso 10%.

33

Datos de cavidad. La luminaria se encuentra a ras del falso plafón. por lo que la relación de cavidad para techo es cero. La altura de mesa de trabajo es de 75 cm la altura real es h = ( 3.0mts - 0.75 mts) = 2.25 mts. La cavidad del local se dctennina con la altura real en base a la mesa de trabajo.

RCL = S h ( Largo + ancho) / área = 5(2.25m)(5.0 m + 4.2 m) / 2 1 . O m 2 = 4.93

y la cavidad para nma de trabajo

Estos valores sirven para determinar la reflectancia efectiva de cavidad (tabla A.2 del anexo G) considerando las reflectancias de 30% para muro y 10% para piso. El valor de RCL = I .64 nos conduce a:

RCL Rcflectancia 1 .S

'? 1 .64 10

2.0 I 9 Interpolando el valor para 1 .ti4 es 9.72.

Datos de luminaria. La luminaria alberga a 4 lámparas fluorescentes marca Osram F39DT12 de 39 watts de potencia. Conforme al catálogo Osram, este tipo de lámpara cuenta con 2500 Iúmenes iniciales. La potencia del balastro se toma como el 20% de la potencia de la lámpara (0.2)(39~) = 7 . 8 ~ y la potencia total por luminaria es la suma de la potencia de los balastros y las lámparas:

Potencia del luminario = (4lámparas/luminario)(39 w/lámpara) + (2 balastros/luminario)(7.8w/balastro) = 17 1.6 dluminario 172 wlluminario

La cantidad inicial de luz emitida por cada lámpara por potencia consumida es:

2500 lúmenes iniciales/ 39 w = 64.1 Iúmenedwatt

Para obtener el valor del cocficiente de utilización (CU) se requiere el valor de la relación de cavidad del local. Con ayuda de la tabla A. l(de1 anexo G) en la columna de 80% de reflexión para techo y 30% para pared se encuentra que:

RCL 4 I 0.36

CU

4.93 #?

S 0.32 , Interpolando se encuentra el valor de 0.3228

Como la reflcctancia efectiva de piso es diferente a 20% debe corregirse el CU de acuerdo a los factores de la tabla A.3 (del anexo G). De hecho. conviene corregir cl CU sólo cuando los valores de reflcctancia efectiva del piso estén cerca de 10%. El valor de reflectancia para techo de 80% y de pared de 30% sirven de entrada para interscctar el valor del RCL de 4.93. se obtiene el valor que ha de multiplicarse, en este caso es 1.03. por lo tanto

RCLcorrcgido = 1.03(RCL) = 1.03(4.93) = 5.0779

34

cstc dato se utiliza de nucvo en la tabla A.3 para encontrar el CU corregido

5.0779 '? 6 0.29

lntcrpolando sc encuentra un valor para CUcorrcRido dc 0.3 1766

En la dcterminación de las pérdidas de iluminación total se considera 1111 rendimiento de balastro del 95%, una dcgradación luminosa de 82%, un factor dc suciedad de 89%, lámpara inutilizadas del 100% ( se supone que todas dcben estar encendidas), un factor dc rcflectancia de 96%, la luminaria no forma parte del sistcma de vcntilación por lo quc el factor de intercambio de calor es 1.

Pérdidas de iluminación total = (0.95)(0.82)(0.89)(1.0)(0.96)(1.0) = 0.666

Análisis dc energía. El nivel de iluminación rccomendado para salas de lectura es de 400 luxes. El nivel de iluminación real es el promedio de l a s mediciones realizadas que corresponden a la mesa de trabajo (195 luxes). Como una observación simple. el nivel de iluminación cstá por debajo del recomendado por la Socicdad Mexicana de Ingeniería en Iluminación.

Cuatro luminarias tiene el cubículo y son del tipo T-12 con lente prismática dc 60 cm de ancho y no existen luminarias íüera de servicio. El cálculo de luminaria adecuadas se obtiene de la siguicntc forma:

=(400)(21) / (2500)(0.3 18)(0.66)(4) = 4.002 luminarios

Se requiere 4 luminario para obtener una iluminación adecuada en el área.

4.1.7. Resultados La tabla 4.5. I muestra el conjunto de resultados para las zonas estudiadas

35

Tabla 4.5.1 Cálculo de iluminación para lumitlarias. Primer n i i d

ldcntllicnclhn I . I 0 1

DIMENSIONES DEL LOCAL I.argr1 ( m ) I 5 o Ancho ( m 1 X O Al tu ra ( m ) 3 11

Área (m2) 120

SUPERFICIE DE REFLEXIóN (Yo) ‘I echu I’aredes Plsn

DATOS DE CAVIDAD ~AVIIIAI> 1111. l.CK‘AL Altura (m)

(‘AVIIMI) [ X I , PISO Kclacih

Altura (m) Relaci6n Iklleclancla efectlva f a o )

DATOS DE LA LUMINARIA Alarca Catálogo. Tipo Lunlenes iniciales Watt de lámpara

Watt de hal;lrtro Limparas par lunlinaria

LVatts’lum~n.via Lumenes’watt Coeliciente de ut1l17~c16n Coeficiente de utilización corregido

FACTOR DE PERDIDAS Kendlmlento del hnla5tro Degrad;lclcin luminosa Factor de sucledad L,,hparas inut~llwda Factor de reflectnncla I’ Intercamhlo de calor Pérdidas de iluminacih total

ANALISIS DE ENERGíA Numero real de lumtnarla~ Lum~narlas fuera de s e n l c ~ o NIWI de Ilumlnaclh recomendada N~vel de llumlnacihn real C&lculo de luminnrias adecuadas

l. 102

1 2 I 2

3 0

1.44

X O 3 o 10

2 25 18 75

o 75 6 25 I18

Osram

2900 40 2 X 4x 12

0.198 o 20

0 95 o X ?

I) 95 o x4

I) x9 1

0 X9 I

o 96 I

o 96 1

0.66 0.66

l . 101

1 2 I 2 7 O 1.44

SO 30 I O

2 25 1 8 75

o 75

OX 6 25

Owam

2900 XJ 2

48 X

o 20 72

0. 198

CJ 95 o x4 O 89 I o ‘16 I 0.66

2500

4 7 8

M I 72

0 261

0.257

3 0

0 Y5

o x‘, (1 x 2

I 0 06 1 0.66

2500

4 39

7R

M 172

o 260 0.256

0 9 5 o u2 o 80 I O ‘ J 6 1 0.66

2500 39 4 7 x 172 f.íí 0 260 0.256

o ‘)S

o 89 (1 X2

I o ‘16 I 0.66

2500 2500 3Q 39 4 4 7 8 7R 172 61

I72 61

0 260 o 31 I 0.256 0.316

0 95 I1 95 (1 x2 0 89 o x9

o 82

I l o 96 1

o 96 I

0.66 0.66

(Continuación) Primer nivel

ldentlficacrnn 1. 11íJ

DIMENSIONES DEL LOCAL

Anchc, (m) I , a rp~ (m) 4 1

/\hura (m) 3 o 2 3

Aren ( m 2 ) 9.66

SUPERFICIE DE REFLEXIóN ('3;)

Paredes 'l'ccho

I'lsn

DATOS DE CAVIDAD CI-\VIllhD DEI. l J x ~ , \ l > Altura (m)

('A\'IDAlI l l l<l , I'ISO Kelaclih

Altura (m) Relari('n Rclleclancla efecllva ("a)

DATOS DE LA LSJMINARIA

Catálogo, 11po 1,Únwnes iniciales Watt de Iimpara Lintparas pur Itminaria

Marca

M'att de b;ll;atro Watts'lurmnarla I.írmeneakvatt Coeliclente de ulrlli.aclrin Coeficieníe de utilizucibn corregido

FACTOR DE PERDIDAS Kendlmlento dcl balastro Ikgradaclim lumlnosa Factor de suciedad Lámparas Inutlll7;ldas Factor de reílectnncla f: intercnmhm de calor I'érdldaq de ilununacicin tutd

ANÁLISIS DE ENERG~A Numerc real de lumlnarla5

Nlvel de llurnlnaclhn recomendada I.umlnarm firera de sewlcln

Nlvel de dummaclhn rcal

C:alculo dr lunlirlrrias adecuadas

X0 311 I O

2 25 7 57

o 75

O0 2 5 2

F 3 W T I 2 2500 39 4 7 x 172 crl o 343 0.238

F3YlYl.12 2500 39

4 7 8 172 M O 295 0.292

O s r m Osram 1~3?111'12 2500 79 4 7 x I72 o4 íI 273 n . 2 6 ~

2 3 3 3 4 7

o 4

O 0 o (I f I "IO 309 400 4íH 1 'u0 400 400

0

srn m I75 I 3íJ 767 IYS I56

2 4 5 2 6 J 3 1 1

37

(Continuacion) Primcr nhel

ldcntrlicacinn I . I I

DIMENSIONES DEL LOCAL Largo ( m ) I 3 0 Ancho (m) 150 Altura (m) 3 O Area (mz) 195

SUPERFICIE DE R E F L E X I ~ N (%) I rchn Paredes I'rc,o

DATOS DE CAVIDAD C/\VII)N> 13EL. 1 fX 'N, Altura (m) Relación ('AVIIMT) I X l . PISO Altura (m) Keloclim Keflectancra erectlva ( " 6 )

DATOS DE LA LUh Evlarca Catilcgo. ' r p Lúnlenes iniciales \Vat! de lámpara

\\'at1 de halastro 1,rlnapans pur lu~ninaria

I.umenes/watt !%'atts'lummana

Coelicrente de ut~hz;rc~i,n

AINARIA

Coeficiente de utilizacion corregido

FACTOR DE PERDIDAS Kendrmlento del balastrn 1)epadacrh lum~nosa Factor de sucredad Lámparas Inutlllwd;a Factor de ref lechcla I: ~ntercamblo de c:IIor Pérdidas de ilurninaciGn total

ANALISIS DE E N E R G ~ A Número real de Iuminarrac, I .umrnar~as fuera de S C ~ I L ' I C I

Nwel de ~ l u m ~ n a c ~ d n recomendada Nlvel de rlum~nacron real

< , ' i k d O de iUJllinarids adecuadas

1, 1111

25 5 32 o

7 1-1

816

so 30 I o

2 25 o 79

o 75 o 26 1 0

I . 11'1

25 6 2 2 7 o 56.32

8 0 30 I o

2 25 5 55

I 5 7 70 09

l .3YlYll2 1~39l7l12 2500 2500 30 8 4

3Q

7 8 7 x 342 64

I72

U 527 0410 (5

0.527 0.402

12

6 J

Cálculo de iluminación para lunlinaria

DIMENSIONES DEL LOCAL h g o (m) 3 ? Ancho (m) 2 7 Altura (m) 3 o Arra (al') 10.53

SUPERFICIE DE R E F L E X I ~ N ( (x,) .I echo I'arrdes I'IW

DATOS DE CAVIDAD CAVIDNI DEI, LOCAL Altwa (m) Relaclhn ('AVIIIAI) DEI, PISO Altura ( m ) Relnclhn Rcflec1:mcla efect~va ( " O ]

DATOS DE LA LUMlNARlA hhrca ('ntAlr>gn. 11po I , h m e s iniciales W a t t de kmpara Lampmras por lununaria Watt de halastro Wattshnlnar ia

('oeliclentc de u ! t l ~ z x ~ h l.úmene.;/watt

Cocncicnte de utilización cnrregldo

FACTOR DE PERDIDAS Rcndnmcntc del balactro I k g a d x l r i n lummnsa Factor de sucledad IArnparas 1nutll17adas Factor de reflcctanc~a I: intercarnhlo de calor PPrdidas de Uunlinmci6e total

ANALISIS DE E N E R G ~ A Numero real dc lumtnarla-, Luminarlas fuera d e s e n ~ c m NIWI de ilummacih recomendada Nwe l de ~ lu rn~nac~hn real

Cálculo de lumirlarias adecuadas

XIJ 3 0 1 íI

7 9 3 0 3 9 4 7 2 7 2 7 2 7 I R 1 11 3 o 1 o 3 (I 3 II

10.53 10.53 10.53 8.46 15.32

."

."

I , 207

4 2 7 6 3 o 10.92

2 25 o 29

IJ 75

(J? 2 1 5

Osram F 3 W ) l I 2 2500

4 39

7 8

CY4 I72

0 259 0.254

Osram Osram O s t n r n 0sr:un Osram f;391)1 I 2 2500 39 4 7 8 I 72 M

02542 u 259

F30l ) I I2 2500 39 J 7 8 172 t í í 0 2 5 0 0.254

I , X I ) ~ I ? E 3 o m 1 2 1075 2500 20 2

39 4

'I 0 7 8 X8

tíí 172

O 174 O 281 i 3 7

0.374 0.277

2 25 7 o

o 75

00 7 33

( )sram F39lJ112 2500 19 4 7 8

c í I72

0 260 0.256

I . m

'I2 2 6 3 0

10.92

( l a r a n F3?lYl.l2 2500 39 4 7 8

fí I72

o 260 0.256

0 95 0 95 o 95 0 95 o 0 5 I1 95 0 95 o x2 O 82 o X ? o 82 o x2 O X? o 82

0 95 (1 X?

[I 95

(1 x9 I) 82

o x9 o x? 1 1

o x9 o x9 I

u x9 I I I

u X? O 89 o 89

0 9 6 o ?<i o 96 1

o 96 I

( 1 '96 1

o 96 0 9 6 O 9 6 o 96

0.66 0.66 0.66 0.66 0.66 0.66 0.66 0.66 0.66 1 I I I 1 1 I I 1

2 7

0 n 2

0 2 2 2 3

I 409

I -too

O O 400

198 Jon 400

2 76 Jog

293 4110

X8 77 14 18

2 2 2 2 6 3 3

(Continuación) Segundo nivel

ldentlficaclon I. 210

DIMENSIONES DEL LOCAL I x g o (m) 4 2 Anchn (m) 2 6 Altura (m) 3n Area (111') 10.92

SUPERFICIE DE R E F L E X I ~ N (%) rerho Paredes PISO

DATOS DE CAVIDAD r/\Ylr),\rl I)t<l. 1.f #'N. Altura (m) Kelacihn ~AVII>AI> I X L I'[SO Altura (m) Relacmn Kellcctancla efectlva P'o)

DATOS DE LA LUMINARIA Malcn Catalogo. ' T p

Lúrnenes iniciales Wal l de I;lmpara 1,hparrrs por lurninaria Watt de balastro Wattdlummarla Lumenes'watt roeliclente de utllmclon Coeficiente de utiliracióu corregido

FACTOR DE PERDIDAS Rendmuento del halastrn Oegradacihn lurnmosa Factor de sucledad Lámparas inut1l17adds Factor de reflectancia 1: mtercarnhio de calm Pérdidas de ilunlinaci6n totnd

ANALISIS DE E N E R G ~ A Númrro real de lurnmana? Lummartas fuera de srnlc1n Nlvel dc llurnmaclhn recomendada Nlvel de llummaclrin real

c'iilculo de lurrlinarias adecuadas

X0 30 1 o

2 25 7 0

O 7 s 2 33 o9

Osram

2500

J 39

7 8

64 I72

O 260 0.256

t : w m 2

I . 211

4 9 4 2 3 0

20.58

x 0

IO 30

2 15 4 9 7

0 75 I 66 In

Osram ~ 3 9 r ) ~ I 2 2500 30

4 7 8 I72 ( í

o 121 0.316

I . 112

4 2 2 3 7 o 9.66

X0 30 I o

2 25 7 57

o 75

19 2 52

l. 21 3

6X 2 7 7 0 18.36

80 3 0 I O

2 25 5 82

0 75 I 93 09

1 ?I4

3 6 5 7

7 (I

26.22

80 30 I IJ

2 25 4 42

0 7 5 1 47 Il l

I . 117

5 I1 4 2 3 (1

21.0

SO 30 I o

2 25 4 93

o 75 1 6 4 I0

I _ ? ¡ X

4 4 1R 3 o 12.32

30 SU

I D

2 25 6 57

o 15

o9 2 19

Osram

0 95 íJ Y o 95 o 95 o 95 0 9 5 O 95 fJ O5 0 95 II 82 o x2 o x9

o 8 2 0 89 o 89

I) X? o x 0

I t 87 0 82 I! 82 o x9

o 82 0 89 0 89

o 8 2

I 1 I I 1 I I I I fl XQ o RO

O 96 0 96 I I

0 96 I

(1 96 0 96 o 96 I l I I

0 '16 O 96 1

I ) 96 I

0.66 0.66 0.66 0.66 0.66 0.66 0.66 0.66 0.66

3 4 3 4 5 4 5 4 3

(Continuación)

DlMENSlONES DEL LOCAL I x g o (m) 3 55 Ancho (m) 2 -10 Altura (m) 1 o Ares ( m z ) 8.52

SUPERFJCIE DE REFLEXIóN (%) Techn

1'150

Paredes

DATOS DE CAVIDAD (*,\VII)AD DEL l , o C z V , Altura (m) Kclaellin ('AV1I)AII 1)1~.1, PISO Altura (m) Kelaclim Kellectanoa electrva P " )

DATOS DE LA LUMINARIA hhrca ('nlalogo, Tipo 1,hnlenccr iniciales Watt de Izíípara 1,hnlpar:a por lununarin \Va11 de halastro tVatts!lumlnarla

Coeliclente de u t ~ l ~ z ~ c ~ l i n Ixnenesiwatt

Coenclente de utilización corregido

FACTOR DE PERDIDAS Ilcndlmicnto del halawn Dcgradacrrin lumlnosa Factor de sucledad Lámparas i n u t ~ l ~ z ~ d a s Factor de reflectanclo F Intercamhlo de calor

Pbrdidns de Uunlinación total

ANÁLJSJS DE ENERGiA Numero real dc lumlnana? t.~mln;lrlas fuera d~ serwcln Nwel de Ilumlnaclih recomendada N ~ v d de hmlnacv'm rcal

CXlculo de lunainmrh adecuadas

8fJ 30 IO

7 86 2 25

o 75 2 62 o9

Osrom 1 3 11 1 I I 2 2500 34

8 7 x 342 6.4 O 254 0.242

I . 222

2 40 1 75 3 ¡I 4.2

80 30 1 I J

2 25 I I I I

( I 75 1 7 I )9

I . 21

33 3 I 4 5 3 o 182.8

8 0 1il

I 0

2 25 1 I I

o 75 (I 77 1 ¡I

I 1111

1 1 0 3 6 1 o 39.6

8 0 30 IO

2 25 4 1 5

o 75 I 7 x I 0

6 4

Cálculo de iluminación para luminal-¡as Tercer nivel

Identllic:\cmn 1, 701

DIMENSIONES DEL LOCAL I.nrgn ( m ) 6 1 Ancho (ni) 4R Altura (m) 1 o Area ( m 2 ) 29.28

I . 7 0 2

4 o 2 7 7 o 10.8

80 3 íI 1 o

2 25 6 48

IJ 75

o9 2 33

1. 7 0 3

5 7 4 o 3 O 21.2

80 30 I O

2 25 4 93

o 75 1 6 4 1 0

I I 306

6 7 5 ti 3 o 37.52

7 8 7X 2 7 I 5 3 ÍI 3 o 10.26 5.7

SUPERFICIE DE R E F L E X I ~ N 8 0 X J I O

DATOS DE CAVIDAD CAV1I)AD I)EI. I.(X7A[, Altura (m) Kelaclon ( 'AYlDAl) DEI, PISO Altura (m) Relaelm Reflcctancta efectlva ("b)

DATOS DE LA LUMINARIA

('ntilogo. T-lpn Marca

1,linlcnes iniciales Li'ntt de 1;impnra

Watt de halxstro Limparm por luminaria

\Vatts!lumlnana I úmenes/rwtt ('oeficlcnte de ut1l17aclhn Coeficiente de utilización corregido

(Isram Osmm (Isram C faram F31JlYl12 2500 34

4 7 8

64 I 72

(1 ? I I9 0.304

2500

8 7 8

64 742

0 382 0.3882

3')

o 95 0 82 0 89 1 O 96 I 0.66

Jon o

93

3

2500 2500 7 r) 10

4 8 7R 4 I 1 I 72 64

342 S3 7

ÍJ 261 O 351 0.257 0.353

FACTOR DE PERDIDAS Rendmiento del h;da..tro Ikgrndac~~in lumlnosa Factor de sueledad Limpnraa Inutll17adas Factor de rellectancia F Intermmhlo de calor l'érdidas de Ilunlinaci6n total

o 9s o 95 o 82 0 X5 o 89 1

o 8'7 1

CJ 96 l

o 96 I

0.66 0.66

O 95 C J 45 n 95 11 95 o 8 2 f l x9

O X2 o 82 o x9

o 81

I 0 89

1 1 O 89

0 06 I

o 96 o 96 1

O 96 I 1 1

0.66 0.66 0.66 0.66

ANALISIS DE ENERG~A Niunen) real de lumlnarlay I.umlnarlas fuera dc sewicm nivel de ~ l u m ~ n a c ~ n n recomendada Nkel de IlumlnaciOn real

Cálculo de lumni~tarias adecuadas

2 I 400 I55

3

Continuación) Tercer nivel

ldenl~ficacirin 1, 310

DIMENSIONES DEL LOCAL I.nrgo (m) 7 O Ancho (m) 5 O Allura (m) 3 O Area (m2) 35.0

SUPERFICIE DE R E F L E X I ~ N (Yn)

Paredes lecho

PI50

DATOS DE CAVIDAD CAVII)AI> I X X IXX'AI, Altura (m) Relacldn ( 'AVll)rU~ DEI. PISO Altura (m) Relnc~<~n Kellect.uc~a el'ect~va 1 9 0 )

DATOS DE LA LUMlNARlA hlarca C7atQlogn, 'I'lpo 1,iunrnes iniciales Watt de ljmpara I.$mparas por lunlinaria M'att de halastro Watts,'lum~nana I.úmenes/watt ('oefic~cntc de ut~l~zncll in í'oeficiente de utilización corregida

FACTOR DE PERDIDAS Rendmiento del halnctrr, UegradaclGn lum~nosa Factur de suclcdad IBmparac ~nut~llzadns Factor de re l lec~ucla F lntercamhlo de calm Perdidas de iluminacicin total

ANALISIS DE ENERGíA Número real de lum~narm I.uminar~as fuera de S ~ ~ V I C I O

N~vcl de lluminacllin recomendada Nlvel de ilummaclón real

Clílculo de luminarias adecuadas

un

1 0 3 0

2 2 5 3 86

o 75 I 19 I 0

Osram

2500 19 4 7 x 172 6 4 0 367 0.361

E ' W I Y ~ I ~

I 311

5 8 4 7 3 o 27.26

X 0 31) 1 0

2 25 J 33

O 75 1 4.4 1 0

Osram

I. 312

x 1 o I 1 íI

49.41

X U 3 0 I IJ

2 25 3 13

o 75 I ox I 11

Osram F391T112 1.391'12 2500 2500 79 79 4 4 7 8 7 8

6-1 171

(4 I 7 1

o 7.17 @ 394 0.342 0.392

I . 314

7 n 5 2 3 o 36.40

80 30 I 0

2 15 3 77

n 75

1 o I 26

IWIX I 2 2500 39 4 7 R I72 C i 0 771 0.366

12 O s r m Osram F391)l'I 2 3'lD 1'1 2 2500 2500 3')

8 39 8

7 8 7 8 3-12 (4

ZJ2 (4

I1 35 u 353 0.35 0.353

n 95 u '15 í I x2 ¡ I x4 0 x9

0.82

I I

I 0.66 0.66

n 96 O 96 I

3 1 *IO sm

4 4 5 4 6 7 3 2 2

(Continuación) Tcrcer nivel

Idcnhlicaclnn I . 319

DIMENSIONES DEL LOCAL I x g c ( m ) 5 3 Ancho (m) 2 6 Altura (m) 3 o Área (n?) 13.78

SUPERFICIE DE R E F L E X I ~ N (x) 1 echo Paredes Ylso

DATOS DE CAVlDAD ~ A V I D N > r m , I,W,W Altura (m) Kelnclhn ('AVfI)N> I X i L PIS( 1 Altura ( m ) llelaclhn Reflectancia efectwa ( " O )

DATOS DE LA LUMINARIA hlarca ('atálogo. Ttpo 1,úmenes iniciales \Volt de limpnra 1,ámparas por lunlinaria \Vat[ de halaelro WatLe lum~nana I.úrnenes:watt ('oeliclente de ut1117*1cion Coeficiente de utilización corregido

FACTOR DE PERDIDAS Rcndmicnto del halxelro Ilrgradaclh luminosa Factor de sucledad l.Bmpara Inutllwad;ls Factor dc reflechncla F lrrtercamhto de calor PCrdidas de ilunlinación total

ANALISIS DE E N E R G ~ A Numero real de Iunllnxtay 1.umlnartae fuera de s e w n o Nwel de ~lurnlnecchn recomendada Nlvel de llumlnaclrin real

Cálculo de luminnrim adecuadas

1. 321

2 7 5 3

? 0

14.31

X0 3n I O

1 2 5 6 7')

(I 75 2 1 9 o

Osram F3')T 12 2500 39 8 7 x 342 M ( I 101 0 . 2 ~ 4

I . 3111 I . ? l V

80 30 I o

9

(Continuación) Tercer nivel

Idcntllicacih I. 1 v

DIMENSIONES DEL LOCAL I.argo (m) 9 0 Ancho (m) 3 o Altura (m) 3 o Area (1x11) 27.0

SUPERFICIE DE REFLEXJON (%) 'I echo I'aIcdc5 Plso

DATOS DE CALIDAD ('AVlI jAD DEI l.(H',21. ,\ l tur :~ ( m j K e l n c l h C'A\'II)AI) DEI, PISO Altwo ( m )

Kcflect<maa electlva (90)

R c l m h n

DATOS DE LA LUMINARIA hlarca CaLdugo. T ~ p o 1,úmenes iniciales W a t h de Iimpara I i n ~ p a r a s por luminaria W a t t 5 de bal;lrtro &'atkc lumlnarln l.umcnes!watt ('ocficlcnte de utlllmclbn Coeficiente de utiliracinn corregido

FACTOR DE PERDIDAS Rcndlmicnto del halatro Ikgndaclnn lumlnosa P.actor de sucledad Iknparas mutlllmdns Factor de rellectancla F rntcrc,mbro de wlor PCnlidas de ilunlinarión total

ANALISIS DE ENERGíA Número real de lummarlas t.umlnarlas fuera de s c n ~ c ~ o IVCI de llummacllin recomendada Nlvel de h m ~ n a c l 6 n real

Cálculo de lunlinnrlas adecuadas

Del análisis se desprende que:

No existe un mantenimiento adecuado de limpieza en algunos luminarios, lo anterior se sustenta en la existencia de polvo en la parte interna de varios dihsorcs del lunlinario cuando se tomaban datos característicos de lámparas y balastros.

Durante cl recorrido se contabilizaron 63 luminarios sin difusor. lo anterior ocasiona que la zona que ocupan. sea iluminada con mayor intensidad. Esto genera zonas contrastante de iluminación y da una sensación de incomodidad para la visión.

El total de lámparas apagadas suman 2 12 que corresponde al 5.2 % del total de lámparas instaladas. AI igual que la situación anterior, se generan zonas claras y oscuras. que perjudican la uniformidad de iluminación. Además de consumir energía eléctrica no aprovechable aún sin estar encendidas, debido a que el balastro sigue operando y esto gencra a su vez que el tiempo de vida útil de dicho equipo se ve disminuido.

Existen varios difusores amarillentos que ocasionan una mala calidad de iluminación gcncrada por perdidas causadas por esta irregularidad, que no permite el paso libre de la luz.

De acuerdo a los datos obtenidos en la medición de iluminancia, se encontró que el promedio está por debajo del nivel recomendado para mesa de trabajo en los tres pisos. que es de 400 luxes. En zona de tránsito se cumple para el primer y segundo nivel, ya que el promedio de iluminación oscila entre 240 y 320 luxcs. En el tercer nivel la situación es drástica debido a la existencia dc zonas oscuras.

La situación es crítica en el segundo nivel por el bajo nivel de iluminación en mesa de trabajo. no así para la zona de anaqueles y pasillos, que muestran una iluminación regular. El tercer nivcl es el más descuidado porque tanto en mesa de trabajo y zona de anaqueles, la iluminación está muy por debajo del nivcl recomendado para estas zonas.

Es necesario verificar con las personas dc mantcnimicnto, cuándo fud el último cambio realizado de lámparas y en qud se basan para hacerlo. Durante el recorrido y medición de iluminación las personas de intendencia no supieron contestar a estas cuestiones.

Con base a lo aquí expuesto se llega a la conclusión de que la potencia instalada en el rubro de iluminación interior es de 188.2 KW.

4.2 Cargas Electrónicas y Resistivas

El total del consumo por cargas electrónicas y resistivas cs de 3 997 K W m e s . La carga más importante proviene del equipo de computación que se utiliza en comunicaciones con 39%. El segundo más importante en cuestión de cargas es el uso de computadoras personales con 38% y el equipo de fotocopiado con 10%. El sistema de enfriamiento/calentaiento de agua contribuye con 7 %. Las impresoras, máquinas de escribir, equipo de microfichas y otras cargas resistivas. juntas alcanzan el 6 % del total. La tabla 4.6 muestra la potencia instalada y el consumo mensual por equipo.

Tabla 4.6. Consumo por equipo. I Potencia instalada I Consumo mensual I

Watts KWld mes Equipo de infornlación

3 967.0 Fotocopiadoras 1.516.6 5.138.0 Cornputadoras pcrsonalcs 1.570.3 5 322.6

382.7 E~~friador/Calentador de agua 1 050.0 277.2 Impresoras 179.3 2 956.0 Otros

4.3 432.0 Enuino de Microfichas 25.3 291.6 Miquinas de escribir 40.9 728.0

De manera gráfica se pucdc observar una contribución del 77%) en equipo de cómputo e información

Gráfica 5.- Comportanicnto dcl consumo mcnsual por cl tipo dc equipo.

Información Máquinas de 39%

escribir 1% n

Microfichas hpresoras

Computadoras 38%

En la memoria de cálculo sc prcsenta los datos obtenidos.

4.2.1. Resultados En este rubro no se hace incidencia detallada porque contribuye dc manera mínima cn el consumo de

energía eléctrica, no obstante se debe de generar conciencia entre los usuarios para abatir el consumo indiscriminado en los equipos eléctricos y electrónicos.

47

CARGAS ELECTR~NICAS Y RESISTIVAS

Durante el recorrido se encontraron Computadoras personales, impresoras, equipos para calentar y enfriar agua para beber, máquinas de escribir mecánicas y eléctricas, equipo de cómputo para bancos de información, fotocopiadoras, equipos de microfichas, luz de cmergcncia, ventiladores, grabadoras, sacapuntas eléctricos, ctc. Los datos de uso los proporcionaron los usuarios de los mismos y son aproximados debido a que no llevan un registro.

COMPUTADORAS Hoy en la actualidad son de gran ayuda las computadoras personales y durante el recorrido se

encontraron varias marcas. El uso que se IC da a cada una de ellas es muy variado. desde una hora hasta las que deben estar encendidas las 24 horas del día, las últimas estan en cl salón de servicios de consulta a los bancos de información. Existen cuatro de la marca HP 286 Vcctra. una en el primer piso con un uso de scis horas diarias y tres en el tercer piso con 24 horas de encendido al día. cuenta con una potencia de S62 watts cada una. Hay dos HP 486 Vectra con una potencia de 65 I watts, una esta cn cl segundo piso J' se usa cuatro horas diarias J. la otra se encuentra en el tercer piso y está encendida las 24 horas.

Además existen dos Accr 915P cn el scgundo piso con una potencia dc 443 ivatts y un uso de tres horas al día. Una HP 486 se encucntra en el primer nivel y se usa scis lloras diarias y tiene una potencia de 35 1 Ivatts. Por último se encontró una Compaq Deskpro en el primer piso con u n uso de seis horas con una potencia de 35 I watts. El consumo total de energía por el concepto de cquipo de cómputo cs de I 5 16.6 KWh/mcs.

Tabla 4.7 Computadoras. I Marca I Potencia I Unidades 1 uso

Existen 17 Computadoras en total. de las cualcs sólo dicz están en servicio y las restantes son obsolctas por lo que su uso se ha eliminado

IMPRESORAS En el uso de computadoras personales es imprescindible la impresora para obtener en papel la

documentación generada. Se localizaron sietc impresoras en total, una impresora Enteia S75/200 en el primer piso y está hera de servicio, dos de la marca Brother "1509 de SOX watts de potencia con un uso aproximado de tres horas diarias y se encuentran una en el primer piso \.' la segunda en el tcrccr nivel.

Una HP laserjet IIIP con una potencia de 480 watts J. un uso de media hora diaria aproximadamcnte. se encuentra en el primer piso. Una HP laserjet 11 con la misma potencia que la anterior pero con un uso de cuatro horas diarias. Una HP laserjet IIID en el tercer nivel y con una potencia de 800 watts y un uso de tres horas. Y por último una Epson FX-1050 en el tercer nivel y una potencia de 180 watts con un uso de tres horas diarias. En la tabla se muestra de manera ordenada el número de unidades. así como la marca, modelo, el uso y su consumo. El consumo mensual por el uso de impresoras es de 180 Kwh.

Tabla 4.8 Consumo mcnsual por el uso de impresol-as Marca Potencia Unidades uso

watts horas ~

Brother "1059 800 1 3 HP Láser Jet HID 508 2 3

480 1 4 HP Láser Jet 1IP Epson FX- 1 O50

480 I 0.5 kP Láser Jet lllP 180 1 3

ons sun lo I Consumo nlcnsual

2 400 52.800 42.240

540 11.880 240 I 5.280

CALENTADOWENFRIADOR DE AGUA Para uso del personal que labora en el edificio. existen cinco unidades que surten agua fría o caliente para

beber. El equipo está conectado las 24 horas del día y se considera que opera únicanlente durante 12 horas. debido a la intermitencia de operación. Se encontraron tres unidades en el tercer piso, uno en el segundo y otros en el primer nivel. En total estos equipos consumen 277.2 Kwh / mes.

Tabla 4.9 Calentador y enfriador de agua. I Marca I Potencia I Unidades I uso I ons sumo I Consumo mensual I

watts Kwh I mes K w h horas Pure, S.A. 271.2 12.6 12 5 2 10

MÁQUINAS DE ESCRIBIR Actualmente el uso de máquinas de escribir eldctricas. están siendo desplazadas por las computadoras

personales. durante el recorrido se encontró la existencia de siete máquinas de escribir eléctricas, de las cuales sólo se utilizan tres. Dos corresponden a la marca Olivetti ET-IJI cuya potencia es de 95 watts y se usa en promedio dos horas y media cada una. La tercera es una IBM con 100 watts de potencia y u n uso de dos horas aproximadamente al día.

Es necesario mencionar que existen máquinas de escribir normales (mecánicas) para uso exclusivo de los alumnos y se encuentran en un salón del primer nivel. El consunlo mensual por este tipo de equipo es de 25.3 KWldmes.

Tabla 4.10 Máquinas de escribir. I Marea I Potencia I Unidades I uso I Consumo I Consumo mensual 1

natts K w h I n m K w h horas Olivetti ET-I11

4.4 0.20 3 1 101.6 BM 20.9 0.95 2.5 2 95

EQUIPO DE COMPUTO PARA INFORMACldN En el tercer nivel se cncucntra cl servicio de consulta a bancos dc información y el cquipo dcbc

pernlanecer encendido las 24 horas dcl día. El equipo utilizado son dos controladorcs de CD-room para 2 I drives cada uno, con una potencia individual de 810.3 watts y dos unidades No-break dc 1305 watts de potencia cada uno. Se utilizan cuatro minitorres para CD-room con 1 15 watts de potencia. además del equipo de cómputo personal cuya potencia es de 632.5 watts, la marca es DTK Computer. cl consumo mensual cs de 1 570 KWWmes.

Tabla 4.1 I Equipo de comunicación dcl Servidor Gcnclal Equipo Consumo mensual Consumo uso Unidadcs Potcncia

DTK Coniputer 63 2

137.80 62.64 24 2 1305 Unidades No-break 242.88 I I .o4 24 4 I15 Minitorres CD room 855.67 38.89 24 2 8 10.3 Controlador CD room 333.98 15.18 24 1

watts K w h / mes Kwh horas

FOTOCOPlADORAS El servicio de fotocopiado para el usuario del acervo dc la biblioteca se cncuentra en el primer piso. En

total se registraron seis equipos de fotocopiado, en donde una unidad está fuera de scrvicio (Minolta EP450Z) por falta de mantenimiento. En el primer piso existen una Gcstctner 25 13 de 90 watts de potencia con un uso aproximado de media hora al día y una Xerox 1050 de 1920 watts de potencia y un uso de 7 horas diarias. El equipo anterior se encuentra en el salón de fotocopiado con atención al público. En el tercer piso existen dos equipos Cannon N P 4835, de 230 watts de potencia y un uso de dos horas al día. La última es dc la marca hcoh FT44 18 con una potencia de 1495 watts y un uso aproximado de dos horas al día. El consumo total mcnsual cs de 3 82.7 K W m c s .

Tabla 4.12 Fotocopiadoras Marca Consumo mcnsual Consumo uso Unidades Potcncia

Gcstelner 92

20.24 0.92 2 2 230 Cannon NP 4835, 295.68 13.44 7 1 1920 Xerox

1.01 0.046 0.5 1

fzicoh FT44 18 149s 1 2 2.99 65.78

watts KWh / mes K w h lloras

EQUIPO DE MICROFICHAS El equipo de microfichas se utiliza para imprimir información en un matcrial parecido al acetato, así

como para consulta. En total existen trcs unidadcs de pantalla para microfichas, Datagraphix dc 120 watts de potencia, una se encuentra en el segundo piso y dos en el tcrccro. El uso no es consistente, por lo que el usuario de la misma aproxima su uso mensual de 10 horas en total como máximo cada una. Otro equipo de pantalla quc se encontró es un MR-2 que cuenta con una potencia de 36 watts con un uso aproximado de 5 horas nlcnsualcs. En el tercer nivel se cncuentra una impresora para microfichas que está fuera de servicio por falta de papcl para impresora. Existen dos cquipos en el tcrcer nivel. el consumo de encrgía eléctrica por este tipo dc equipo cs de 4.32 KWhlmcs.

Tabla 4.13 Equipo de nlicrofichas. Marca Consumo mensual uso Unidades Potencia

3.6 10 3 120 Datagraphix 1400 Kwh / mcs horas/mes watts

m - 2 0.72 1 o 2 36

scgundo

El cquipo de luz de cmcrgcncia cstá concctado las 24 horas y se considera que opcra únicamcnte scis horas por la intcrmitcncia. Existe un Nife Junger en cl primcr piso, tres G.B. Gray en el piso scgundo y dos dc la misma marca cn el tcrccr nivel. En el primcr piso sc cncucntran dos NoDark. La potencia dc estos cquipos cs dc 25.4 natts cada uno. El consumo mcnsual por cste cquipo es de 4 I .6 KWWmcs.

Luz de enlcrgcncia Nifc Junger

17.16 0.780 6 S 26 G.B.Gray 3.43 0. 156 6 1 26

NoDark 26 2 6 6.86 0.3 12 Grabadoras Chica 100 I 2.20 1 o 1 1 o

4.3 Sistema de Aire Acondicionado

La conformación dc las cuatro fachadas del edificio se rnucstran en los csqucnlas 4.4 1' 4.5. La pared cs de concreto cn cl tercer piso y se encuentran 39 ventanas de 170 cm x 170 cm de lado a una altura de 1 S0 cm del piso. La separación entre ellas cs de un metro, agrupadas cn cuatro unidades, a excepción de un grupo de 3 ventanas y una dc cuatro cn la fachada cste. En los pisos rcstantcs, cl muro se compone dc ventanales con vidrio polarizado de 6.0 mm dc grosor. La fachada que se ubica al ocstc del scgundo nivel se cncucntra un saliente de 4.0 m x 1 1 .O m, y cstá corrido hacia el lado derecho.

Existcn dos pucrtas que están cn scrvicio. una sc utiliza para entrada y otra cxclusivamcntc para la salida. Éstas se encuentran en el lado que da al oricntc.

4.3.1. Equipo existente El cdificio de Biblioteca cuenta con un sistema de lavado de aire. Estc equipo pone cn contacto la masa

de aire filtrada con agua cn forma de lluvia o de niebla pulverizada muy finamente para darle cl grado de humectación más convcnientc. En la figura 6 se esquctnatiza el proccso básico de lavado dc aire con batería de pulverizadorcs verticales con dirección igual a la masa dc aire.

f / hlverizado Enfriador

Aire

Figura 4.- Cámara de lavado dc airc.

Para evacuar la carga tdrmica generada en el interior de la edificación existen cuatro unidades en la azotea.

Figura 5.- Equipo para evacuar cl airc interno del edificio

52

I

Fachada Sur

Fachada Norte Esquema 4.4. Fachadas del edificio.

Fachada Este

Fachada Oeste Esqucma 4.5. Fachada dcl cdificio

Dos unidades autónomas estin disponibles para el salón des servicio de consulta a bancos de información debido al equipo de cómputo. A continuación se detallan los datos recabados en las placas de equipos.

Tabla 4.15. Datos de placa de las unidades remotas marca Carrier Corp. I Unidad remota I I Unidad remota 2

Tabla 4.15. Datos de placa de las unidades remotas marca Carrier corp.

Líquido rcfrigcranlc 2081230 2081230 Voltajc R 22 a 1.82 Kg. R 22 a 2.44 Kg.

Unidad remota I Unidad remota 2 Líquido rcfrigcranlc

2081230 I 2081230 Voltajc R 22 a 1.82 Kg. I R 22 a 2.44 Kg.

HP

I87 V pcrnlisiblc mínimo 253 253 V permisible máximo 1 3

187 Conlprcsor Voltaje 208/230 2081230 HP 3 1 Ventilador Voltaje 2081230 208/230 I-IP 1 1

Prueba de presión 3 I .O2 rnín 3 1 .O2 mín 14.48 Illá, 14.48 mBx

Anlpcraje mínirno pcrmisiblc 17.0 27.7

Tres lavadoras dc aire marca flakt serie 2153.0 164 mod. VPBM-1-45-1 son utilizadas para acondicionar el aire dentro del edificio.

I I I

La distribución del aire es de tipo descendente y se rcaliza por medio dc conductores dc aire a los cuatro niveles como sc indica cn el esquema 4.6 y es común para los cuatro pisos del edificio. La localización de la boca para el aire lavado se encuentra a un lado de la escalera. La disposición de los difusores son los pcquefios cuadros vacíos. nlicntras que los cuadros con una *'X" son las tomas principales para la distribución. Para distribuir los fluidos es necesario contar con motores para bombear el agua y distribuir el aire en el interior de cada nivel, los cuales se encuentran en la azotea. Los datos de placa se muestran en la tabla 4.16.

T 1 4.16. Motores de la lavadora de aire \' sistema de ventilación.

SAM 220 9.4 3 I 1730 Asea

1 . o 127 4.9 314 I 3450 1 I . o

i U

I

I

f U

O

U

U

=11

D

o

m o O

o o

1

O

O 0

E o

O

o

o

O

U

ü 8 * o s W

4.3.2. Ilsuarios El número de usuarios es variable y depende del horario. número de semana del trinlcstrc J . dpoca del

aíio. En las primeras horas del día, las personas que ocupan las instalacioncs es mínima conforme a\anza el tiempo el cupo va en aumcnto y disminuye al caer la noche. Cuando se refiere al nimero de scnlanas del trinmtrc es típico encontrar el edificio casi vacío en la primer semana. al llegar a la quinta semana el número se incrcrncnta notablcmcntc y se accntila en las últimas scnlanas. Con las cpocas del año sucede algo similar, en períodos intcrtrimcstralcs es poca la gente que hace uso de las instalaciones.

La actividad realizada en el interior cs e11 posición sentada. trinsito de u n lugar a otro !. búsqueda de información. Las tazas metabcilicas (tabla E.3.3.1 NOM) sc reproducen a continuación.

Tazas Metabólicas Promedio para Hombres Adultos (WJ Actividad Basal Muscular Total Sentado I en dcscanso 9 2 23 115 Caminar lento 92 58 I so 7'r;lbtI.io dc cscrilorio o 3 68 I60

En períodos intertrirncstralcs la afluencia es n~cnor !' nula cuando existen vacaciones dc verano y dc diciembre. El número exacto de personas que hacen uso de la biblioteca es dificil de determinar porque desde 1 993 no existen registros. Los datos registrados en el idtimo año por el Lic. Chávcz (adjunto a la dirección de la biblioteca) es el siguiente:

Tabla 4.9 Personas quc hicieron uso de las instalaciones en el afío 1993. Período Encro - Abril

Usuarios totales en el período

474 229 Encro - Junio 248 713

Scplicmbrc - Dicicmbrc 419 653 Mayo - Agosto S36 747

Es pertinente nlcncionar que una huelga realizada en la Uni\,crsidad en el primer trimestre ocasionó que el número de usuarios de este período sea menor en comparación con los demás.

4.3.3. Características de los materiales constructivos L a carga de calor por conducción es influenciada por el tipo de material utilizado en la edificación. La

siguiente información se obtuvo de los planos originales de la edificación. El material para la construcción del edificio se conforma de la siguiente manera:

Tabique rqjo unido con mortero cemento-arena como material resistente con un grosor de 15 cm. y u n coeficiente de conductividad térmica de 0.8 14 W / m O C .

El elemento de recubrimiento exterior es concreto aplanado tipo picoleteado sobre malla de gallincro con 2.5 cm. de espesor con coeficiente de conductividad térmica dc 0.577 WImOC. El elemento de recubrimiento interior es aplanado de yeso a plomo y regla con acabado de pintura vinílica de 2.5 cm. de grosor con coeficiente de conductividad tcrmica de 0.814 w/mo('

S6

0 El componcntc principal es vidrio flotado de 6 m m . de espesor con una estructura de aluminio. cl coeficiente de conductividad témica es 0.8 14 \v/moC.

O Existe losa dc concreto de alta densidad (20 c n ~ . de grosor) con losa de concreto armado ( I O cm. de espesor) como clcmcnto resistente.

O El in1pcrmcabilizantc es dc 6 cm. dc grosor, cncima del cual cxistc 1111 cnladrillado dc 3 cm. dc espesor con ccmcnto. En el interior cxistc falso plafón de 5 cm. y aire entre el plafón y cl techo.

4.3.4. Aplicacibn del proyecto de Norma Oficial Mexicana NOM-008-ENER-1997. El calor total scnsiblc cs 907 KW tdrnmicos (258 toncladas de refrigeración) conforme al formato de la

Norma Oficial. La contribución cn porcentaje de la carga dc calor por conducción. por radiación solar e itmtcrna sc rcsunmc en la gráfica 6

Gráfica 6. Calor sensible (x) Qi

42%

26%

Q sensible =Qc+Qs+Q; . . . . . . _ . . . . . . . _ . . . . . . _ . . . . . . ._ . ._ . _ . . . _ . . . . . . .. . . . .. .. . ....... . ... ... . .. .. . . . . . . ... ( 1 )

Donde Qc es la carga de calor por conducción = 290400 Watts térmicos Qs es la carga de calor por radiación solar = 2 12 104 Watts térmicos Q, es la carga intcrna de calor -= 305282 Watts térmicos

El valor total de la carga de calor por conducción resulta de sumar el valor parcial dc la resistencia tdrmica para muros, techo, ventanas j ' puertas. En la gráfica 7 se nota la contribución individual en porcentaje de los componentes de calor por conducción. Los componentes de la envolvente dcl edificio y sus clcnmcntos de ensamble y materiales que lo constituyen son los encargados dc separar el espacio acondicionado del no acondicionado.

57

(jráfica 7. Calor por Conducción (‘YO)

Qp Qrn 0% 10%

Qt 18%

72%

Calor por conducción: Qc=Qm+Qt+Qv+Qp ........................................................................... (2)

Dondc Qm es el calor conducido por muros = 28504 Watts tdrnlicos

Qt es cl calor por tccho = S3535 Watts térnlicos

Qv es el calor por ventanas = 207920 Watts tdrnmicos

Q, es el calor por puertas = 53 1 Watts tdrmicos

El valor obtcnido del calor por radiación cs el aportado por las condiciones climáticas existentes e11 la localidad, la contribución es de los muros y ventanas que csponcn su área a los ra>.os solares (gráfica 8).

Gráfica X . Calor por radiación solar (‘YO)

Qsv

Calor por radiación:

Vs=Qst+Qsvl+Qsv2+Qsml+Qsm2 .................................................. ( 3 ) Dondc

Qst calor por radiación del techo = 1 124 1 O Watts tdtlnicos Qsl,l calor por radiación de las ventanas con fachada al ponicntc = 43054 Watts térmicos Qsv2 calor por radiación dc las ventanas con fachada al 110rtc = 29063 Watts tdrnlicos QSm 1 calor por radiación de los nwos con fachada al ponicntc = I5369 Watts tdnnicos Qsn12 calor por radiación dc los n1uro.s con fachada al nortc = 12208 Watts tdnnicos

Para calcular las cargas de calor generadas en el interior de la cdificación, se debcn sumar Ins cargas producidas por las personas. lámparas y aparatos de oficina, por los motores cldctricos y por otros aparatos o dispositivos quc generen calor.

". LáIlEras y aparatos de oficina. Para calcular la carga dc calor se debe dctcrminar la carga correspondiente al sistema de alumbrado y a los aparatos de oficina instalados en el edificio. por un factor de utilización. transfornxíndosc la carga cldctrica a carga de calor c11 natts.

Motorcs eldctricos. Para determinar la carga de calor por concepto de motores cldctricos se deben tomar en cuenta los motores instalados. Los motores para el equipo de aire acondicionado se encuentran en la parte extcrior al igual quc los motores del elevador por lo que su contribución es nula.

"_ Otros aparatos que gcncran calor. Se deben considerar los aparatos que por sus caraetcrísticas generan calor: como cafeteras, caletltadores, estufas, hornos, ctcdtera.

Carga de calor intcrno:

Donde: Qi=Qa+QI+Qe ...............................................................................

Qa es el calor ccdido por los usuarios del edificio = 209 I50 Watts tdrmicos QI cs el calor ccdido por luminarias = 166 502 Watts tdrmicos Qe es el calor ccdido por equipo cldctrico y de cómputo = 16 886 Watts tdrmicos

Demanda de energía eléctrica. Con el equipo seleccionado se determinará la demanda de energía eldctrica (natts) en función del factor de eficiencia energética reportada por el fabricante del equipo.

Suponiendo una eficiencia del 80 % dcl equipo dc aire acondicionado. la demanda de erlergía cldctrica es de 322 KW eléctricos. si se supone una eficiencia de 80% del equipo de aire acondicionado que trabaje a plena carga en un día mu\. caluroso. con una ocupación completa del edificio por parte de los usuarios y encendido todo el equipo cldctrico y electrónico.

Dcmanda&cnergía elktrica por superficie dc construcción. El valor de la demanda de energía eldctrica dividido entre el área acondicionada no dcbc ser mayor que el máximo que indica el pro3ccto de Norma.

La temperatura de diseño es de 28.2 "C: para verano cuando cxiste una humedad relativa de 47%. Del apéndice D. l . "Valores de demanda de energía eléctrica por superficie de construcción para diferentes humedades relativas de diseño en W/ m". El valor se intcrpola eon los datos recomendados por la Norma v da un resultado de 36.6 w/m que es nla\'or que 35.4 W/m.

La memoria de cálculo para determinar la carga térmica sc rcsumc en las siguientes páginas

Cálculo para detenninar la carga térmica

Para el correcto llenado del apdndicc F del proyecto dc Noma Oficial Mexicana NOM-008-ENER- 1997 se dcbc tcncr conocimiento dc los siguientes datos:

2. Localización: Delegación lztapalapa Estado

19.40 Latitud Distrito Federal

Longitud 99.20 Altura 2268 metros sobre el nivel dcl mar

3. Características climatológicas: Temperaturas

Máxima extrema anual Promedio dc máxima anual Promcdio de mínima anual

Mínima extrcma anual Oscilación anual

Temperatura dc confort (ti)

~~

Temperatura de discfio (te)

Tcmpcratura de colindancia (tc)

Humedad relativa Velocidad de vicnto prcdominantc

Forma CCE-2 4.- Características dc Droyccto:

33.0 oc 23.4 O C

9.6 O C

-4.4 o c 16.5 OC

25.0 O C verano 22.0 O C invicrno 28.2 O C verano

2.6 OC invierno 26.6 O C verano I 2.3 OC invierno 47.0 Yo

2.0 m / s

Supcrficic de construcción 9099.441112 Númcro de pisos Cuatro Orientación del frcntc

Colindancias no insoladas Edificio de biblioteca Ubicación de la manzana 75 grados SE

Ninguna

60

5. SLlpcrfiCies: Orientación 150 sw 1 So NE 75O NW 75O SE Total

Elementos de la envolvente (n M u ro

434 171 Vcntana

273 402

222 577

200 544

866 1957

) Puerta

o Techo 'Total

2420.86 2823 5

744 o 799 o 675 5

2420.86 605

La orientación la medimos del ángulo que fonna la fachada rcspccto al norte. E-jemplo: si existc una fachada orientada exactamente al este. entonces su oricntación es OON.

Forma CCE-3

6. Valores de conductancia superficial (fi, fe) DATOS

Cocficicntc dc radiación (hr) Cocficicnte dc convección supcrficics intcriorcs (hci)

Vclocidad de viento 2.0 nl/s = \' Muro llci = 3.0

Cocficicntc dc con\-ccción cn superficies cstcriorcs hce = 5.8 + 4.1 Y

Conductancia superficial interior (fi) fi = hci + hr

Conductancia supcrficial exterior (fe) fe = hce + hr

Esta forma permite calcular los valores de conductancia superficial interior (fi) y exterior (fe) para techos y muros, los cuales pucden resultar diferentes en función de sus características de emitancia de la superficie exterior. Los valores de emitancia (E)dc superficies exteriores remitirse al apéndice E de la Norma

Concepto emitancia Coef. rad. Cocf. int. I E / h r I hci Concreto

"_ 4.56 0.80 Cemento (techo) 3.0 1.71 0.30 Pintura clara

picoleteado "_ 4.845 0.85

Superficie clara 3 . o 5.13 0.90 Vidrio 4.5 2.85 0.50

Cloef. ext. Cond. int. Cond. ext. hcc fi fe

f i l 18.84

61

Forma CCE-4

7. Cálculo de la resistencia térmica (R)

Espesor (x) Cocficicntc dc conductividad térmica (k). Para valorcs vcr Apéndicc B dc la Norma. Resistencia térmica (R). Valor detenninado de acuerdo al Apéndice A de la Norma.

1 /fc YCSO Tabiquc rojo Concreto picoleteado I /fi

IECHOS 1 /fc Losa de cemcnto Losa Concreto annado Ccmento baja densidad Impenneabilizantc Falso plafón Enladrillado 1 /fi

VENTANAS I Kc Vidrio (6 nun) I lfi

PUERTAS 1 /fe Vidrio (6 mm) 1 /fi

"_ 0.0025 0 . 0 I50 0.002s "_

x (m)

o .2 o . I

0.02 o . O6 0.05 0.03

""

""_

x (m)

0.006 ""

""

x (m)

o . 006 ""

""

"_ 0.372 0 .8 I4 0.577 "_

k (w/m0C)

1.514 I ,740 0.72 1 o . 170

0.872

""

""_

""_

k (w/nl°C)

0 . 8 14 ""

""

k (v./nPC)

0 . X 14 ""_

""_

0,0530 0.0067 0 . 0 I84 0.0043 ___ 0.2 123

0.2947

R ( m2/woC) 0.053x o . I32 I 0.0574 0.0277 0.3529 0.083 0.0344 O . 1360

0.8773

R ( m2/w0C) 0.0522 0.00737 O. I230

o . I X26

R ( m 2 / n T ) 0.0522 0.00737 0. 1230

o . 1826

62

Forma CCE-5 l . Carga dc calor por conducción Qc = (Árca) x (At ) x (U)

Conccpto w I ,112 O C m2 OC I w OC n12

U R At Árca

Vcntanas

Total 5.4765 O. 1 X264 19.4 5 .o0 Pucrtas 3.3933 0.29470 9.7 866.00 R.1 uros 1.1399 0.87730 19.4 2420.86 Tccho 5.4765 o . I 8264 19.4 1957.00

Qc W I I

207920 1

531 I

290 I Forma CCE-6

2. Carga dc calor por radiación solar

a) Orientación dcl muro = 15 O EN 2 I dc abril a las 12:OO horas. tiempo solar vcrdadcro.

Latitud I 19.40 ÁnguIo horario I 0.00 I Inclinación de la supcrfkie I 90.00 I

Númcro del día anual Radiación tcórica a nivcl dc piso (n-/m2)

I l l 948

Dcclinación Solar

0.0 Seno Z 82.179 grados Altura solar h

0,99069 Seno h 1 1 3790 grados

Azimut Z -7s. o grados Angulo c

0.0 grados

Coscno 8 3 10 36 Win? Dcnsidad de Encrgía solar

0.0352

b) Oricntación dcl muro 75O NW 2 I dc abril a las 12:OO horas, (TSV)

Latitud

0.oo Ángulo horario 19.40

I Inclinación de la supcrficic I 900

Numero del día anual Radiación tcórica a nivcl dc piso (wIm2)

1 1 1 945

Declinación Solar

480. 45 W/m’ Densidad de Energía solar O . 13 14 Coseno 0 1 .S grados Ángulo c 0 . 0 grados Azimut Z o . o Seno Z

82.1 79 grados Altura solar 11 0.99069 Seno h

1 I ,579 grados

c) Techo supcrficic horizontal 2 1 de abril a las 12:OO horas (TSV)

Latitud o . O0 Ángulo horario 19.40

0. O0 Inclinación de la superficie

Número del día anual Radiación teórica a nivcl de piso (u./m2)

1 1 1

94 8

Declinación Solar

o . o Seno Z 82. I79 grados Altura solar 11

0.99069 Seno 11 I 1.579 grados

Azimut Z Coseno 0

0.0 grados I . o

Densidad dc Energía solar I 945.05 w/m’

Forma CCE-7

Concepto I Orientación I Área

Techo I Horizontal I 2420.86 Ventana I I sw I 434.0

~~ ~

Ventana 2 171.0 SW Muro 1 544.0 SE

Muro 2 I SE I 200.00

Gt w/n?

965.72 839.49 541.21 839.49 541.21

a ó fg

0.8 0.49 19 0.4042 O . 8 o . 8

18.56 19.13 19.13 18.84 18.84

W I I 0.8773 l . 1398 114 864 0. 1826 5.4764 S1 306

~~ ~

0.2947 3.3932 20 684 0.2947 3.3932 15 S96

Total I04

21 2

Cálculo para el factor de corrección debido al volado dc la pared (Fg*)

Nortc ¡g = 0.98 = 1.7m v = 3.0111

H/V = 0,5666 de la tabla E.3.2.O.(NOM)

H/V fc 0.55 0.84 0.5666 interpolando 0.8303 0.60 0 . 8 3

Fg* = Fg x fc = 0.98 x 0.8303 = 0.8137

Oeste

HN fe 0.55 o. 60

0.60 0.57 0.566 interpolando 0.571

Fg* = Fg x fc = 0.95 x 0.57 I = 0.5425

Forma CCE-8

3. Cargas internas de calor

Personns. El número de asientos es de 840 en total para los alumnos

La actividad realizada por las personas es el estudio en posición sentada que de acucrdo con la Tabla E.3.3.1 . (NOM) lo más cercano es el trabajo de escritorio con tasa metabólica basal de 93w J. muscular de I42w que da un total de 235 watts por persona. Si existen 840 asicntos y suponicndo que en un momento dcterminado están todos ocupados, entonces el calor gencrado es de 107 400 watts en ese instante.

A éstc resultado se suma el corrcspondicntc calor de las personas que laboran cn el edificio (aprox. 50) con actividad de escritorio 3. caminar lento, dando como promedio 1 1 750 tvatts.

Actividad 197 400 235 X40 Lectura Calor aportado (Watts) Tasa metabólica Personas (#)

I Tránsito I 50 I235 I 11 750 I

Qa = 197 400 W + 1 1 750 W = 209 150 Watts térmicos

I,amparns y aparatos electrodomblicos . Para calcular la carga de calor se dcbe determinar la carga correspondicntc al sistema de alumbrado 1’ a los aparatos electrodomésticos instalados en el edificio, por un factor de utilización. transformándose la carga eléctrica a carga de calor en watts.

La demanda total para los niveles estudados es de I X8 1 19 \V. entonces el 80 'X, es 150 495 \v. Los balastros consumen dc 7 . 8 ~ de potencia y se ocupan dos lámparas de 39w por balastro.

Para gabinctcs dc 2x40W el balastro consume 1 6 % ~ . Solo existen gabinetes de lx75W que ocupan un balastro de 15w

Potencia de

4.0 8 16 20w balastro (W) lámpara Calor gerlcrado por el # balastros # lámparas

39W 3984 1992 7.8 40W

2024 40 1 8 TOTAL 15.0 I o 1 o 75w 8.0 4 x

""""""

Calor total

32.0 15537.6

150.0 1s 7s 1.6

Q1= 15 752 + 150 495 = 166 247 watts térmicos

Motores eléctricos Para determinar la carga de calor por concepto de motores eléctricos se deben tomar en cuenta los motores instalados.

No existen motores eléctricos que se utilicen dentro de las instalaciones, por lo que la contribución generada es cero. Los motorcs para el cquipo de aire acondicionado se encuentran en la parte exterior. Los motores del elevador también se encuentran afuera.

Otros aparatos que generan calor. Se deben considerar los aparatos que por sus características generan calor: como cafeteras, calentadores, estufas, homos, ctcétera.

Qe = 19 885 watts térmicos.

De los valores anteriores y utilizando la ecuación para la carga interna de calor nos da:

Qi = 209 150 + 166 247 + 19 885 = 395 282 watts térmicos

Carga de c o b lotal .sensible. - El calor sensible total dcl cdificio de bibliotcca está dado por la ccuacihn ( 1 )

Qsensible = 290 490 + 212 104 + 395 282 = 897 876 watts térmicos

Q total = 898 KW térmicos

Forma EES-I

(bpucidud de rcfrigerucidn O enfriamiento. La capacidad de los equipos de refrigeración se obticnc di\idicndo la carga de calor sensible obtenido en \vatts, entre 35 16 para obtener su valor cn toneladas de refrigeración 5. contrastarlo con el equipo existente.

Carga total de calor sensible 897 876 "_""""""""""""""~ - """-"--------- - = 255.3 toneladas dc rcfrigcración

35 16.8 35 16.8

La capacidad de rcfrigcracicin del edificio es dc 256 toneladas.

/Irmanda de ertergia eléclricn epivalente. Con el equipo seleccionado sc determinará la demanda de cncrgía eléctrica (watts) en función del factor de eficiencia energdtica reportada por el fabricante del equipo. Suponiendo una eficiencia del 80 % del cquipo dc aire acondicionado. la demanda dc cncrgía cldctrica es de:

""256 ton. de refrigeración """""""""""""""""- - - 320 KW eléctricos

0.8

1)emnnd~~ de encrgia elictricu por s ~ p r f i c i e de con.s/rtlccicin. El valor dc la &manda de energía eldctrica dividido entre el área acondicionada no debe ser n q o r que el máximo corrcspondicnte.

320 000 Watts eldctricos

9099.44 metros cuadrados """""""""""""""" - - 35.16

La temperatura de diseño es 28.2 OC para verano con 60% de humedad re1 Temperatura dc discíí0 Demanda de cncrgia

OC (\v/rn2) 28

36.6 28.2 38.1 29 36.3

hva. (Apdndice D. NOM).

interpolando se obtiene 36.60 d m 2 , el valor es mayor que 35. (valor del apéndice D) de esta manera la edificación qucda dentro dc las especificaciones de la Norma con un pequeño margcn.

El consumo probable mcnsual del equipo utilizado para el aire acondicionado se determina de acuerdo con los equipos con que cuenta. Existen dos unidades remotas que cuentan con dos motores de 3 HP y dos dc 1 HP. El aire lavado cuenta con tres motores de 3/4 HP, un motor de 3 HP y tres motores dc 10 HP en total. Las disposiciones complementarias de las tarifas generales autorizadas por la Compañía de Luz Frrcrza del Centro. S.A. de 1993 en el punto 9 "Equivalencias para Determinación de la Potencia en Watts" se nlcnciona el siguiente cuadro (sólo para los motores que nos intcrcsa).

67

Capacidad en H P

993 1 . o

780 0.7s Potencia en Watts

3 2 766 I o 8 674

Sc considcra que el uso dcl equipo de aire de lavado cs de una hora diaria, que es lo mismo 22 horas al nlcs, por cl Funcionamiento irregular que se presenta dentro dcl cdifício. El equipo de aire acondicionado de unidad remota está cncendida aproximadamente cinco horas al día. que al mes nos da 1 10 horas.

Así la potcncia total instalada es de 38.7 KW >' el consumo probable por cstc rubro es de 1509.596 KWWmcs.

4.3.5 Resultados Si se contrasta el consumo de energía eléctrica de los recibos dc cobro de la Compañía de Luz y Fuerza

del Centro con los valores tcóricos obtenidos, se notará cierta discrepancia. En meses anteriores el aire acondicionado trabajaba de manera intermitente y por lo general no funcionaba (o lo desconectaban). En el momento en que dio inicio la cuantifícación de iluminación, los encargados encendían el aire acondicionado todos los días. El trabajo continuo propició que un motor se quemara. El filtro de la cámaras de lavado de aire está en mal estado. los pulverizadores en su mayoría están tapados y oxidados. Las tinas de almacenamiento de agua están descuidadas y el agua que contienen está sucia. lo que provoca desperfectos en los pulvcrizadorcs.

En general sc ncccsita una limpieza a fondo dc todos los cquipos del aire acondicionado para que funcione perfectamente. En las unidades rcnlotas no se encontró despcrfecto alguno ya que son de reciente adquisición comparado con el equipo dc aire de lavado.

4.4 Consumo De Energía Total Del Edificio

Conforme a los resultados presentados se resume en la tabla 4.17 el consumo por cada rubro. Tabla 4.17 Consumo de energía eléctrica.

Rubro Consumo probable Potcncia instalada (KW)

Iluminación 188.2

10 560 38.7 Aire acondicionado 3 997 19.9 Equipo eléctrico y electrónico

57 940 (KW1dmc.s)

De la gráfica 9 se desprende que el sistema dc iluminación incide cn un 76 YO dc la potencia total instalada seguido por al aire acondicionado y por último el equipo eléctrico y electrónico En cuanto al consumo probable de encrgía eléctrica: la iluminación está en 90.6% y en menor cantidad el equipo eléctrico y elcctrónico con 6.8 'XI y finalmcnte cl aire acondicionado cn 2.6 %. Lo anterior se debe al uso irregular de airc acondicionado dentro del edificio. no así el equipo cldctrico cuyo uso cs moderado y ni que decir de la iluminación que pcrmanccc todo el día encendido dcsdc el inicio de las actividad es hasta que se terminan.

Gráfica 9.- Potencia total instalada (KW) Equipo

eléctrico 8%

acondicionad

16%

Las acciones corrcctivas se señala^^ para el sistcma de iluminación por ser cl dc mayor consumo de energía cldctrica.

Gráfica 10.- Consumo probable

Iluminación

Aire acondicionad

O

2%

6%

El consumo probable cs una aproximación principalmcntc por cl mbro de airc acondicionado que fünciona intermitentemente a lo largo del mes. El uso continuo permite que el consumo se eleve a cotas superiores de las aquí presentadas.

CAPITIJLO S

PROPIJESTAS

CAPITULO S PROPUESTAS

Las acciones propuestas para nlc-jorar el nivcl dc iluminación van cncaninadas hacia un ahorro de cncrgía cldctrica y cconómica. Es importante hacer notar que en ningún nlomcnto se prctende denmitar la calidad y cantidad de iluminación para obtcncrlos. Primcro sc menciona la función principal dcl mantenimiento, después se cnfoca a las diferentes alternativas propuestas y por ÚItinlo se reseñan los resultados.

Se utiliza para los cálculos económicos los precios vigentes en el mcs dc scpticmbrc de 1998. La Compañía dc Luz y Fuerza del Centro, S. A. Rcgión Ccntro aplica la tarifa a los servicios que dcstinen la energía a cualquicr uso, suministrados en media tcnsión. con una demanda de 500 Kilowatts o más (tarifa H M ) .

Rcgión Cargo por Cargo por Cargo por Cargo por Kilowatt de

demanda Kilowatt-hora Kilowatt-hora Kilowatt-hora de

intcrmcdia facturablc de cnergía base de encrgía cncrgía dc punta

Ccnird $49.24 1 $ 0.9300') $ 0.29760 $0.24855

Pueden rcalizarse propuestas totalmente diferentcs a las aquí expwstas e inclusive generar combinaciones entre ellas para verificar cuál es la más atractiva y factible de llevarse a cabo.

Propuestas: Mantenimiento. Sustitución de lámparas a 32W. Sustitución de Ihnparas ahorradoras dc 34W Colocación dc rcflcctorcs. Iluminación por árcas.

5.1 Mantenimiento

La función principal de los lurninarios es dc soportc para las lámparas, además de controlar y distribuir la iluminación producida.

l . Limpieza. El polvo y la suciedad depositada sobrc la fuente de luz disminuyc la cantidad de luz proyectada al área a iluminar. L,a ausencia de limpieza no aunwnta cl consunlo dc electricidad. aunque sí demerita el nivel de servicio de la instalación y se pucde llegar al cxtrcmo de instalar iluminación suplemcntaria. Se sugiere quc los intervalos de limpicza sean entre los periodos intcrtrimcstralcs para evitar molcstias a los usuarios. Así, el sistema de iluminación se beneficia al tener tres limpiczas al año.

2. Reemplazo de acrílicos. Sustitución de micas amarillentas o envejccidas por otras nucvas y procurar quc sean de las medidas adecuadas, de esta manera. se evita su desprendimiento del luminario. En esta situación no existe aumento en el consumo de encrgía eléctrica pero sí reduce la calidad y cantidad de iluminación.

70

3 . Suplir lánlparas en mal estado. Reemplazo dc lámparas apagadas y sustitución de aquellas que están al límite de su vida útil. Lo anterior aluda a no consumir clcctricidad en exccso por parte del balastro, dcbido al continuo füncionando y además de alargar su vida promedio.

4. Cambio general de lámparas. La calidad de la luz emitida por una lámpara sufre un deterioro con la vida de dsta. Dc acuerdo con las curvas de mortalidad de lámparas suministradas por los fabricantes, cuando se alcanza el 80% aproximado de su vida promedio. 2 de cada 10 lámparas. habrán tenido que sustituirse. A partir de ese punto. la pendicntc dc la curva de mortalidad es mayor, lo que indica que dejan de funcionar un número cada vez creciente de lámparas por unidad dc ticmpo funcionando.

o Como criterio de sustitución de lámparas. a veces. se utiliza el dcl 80% de la vida media. Llegado ese momento, se procede a sustituir todas l a s lámparas guardándose aquellas que durante el periodo se emplearon para reemplazar a otras, que ocasionalmente scrán utilizadas como rcpuesto, si algunas de las nuevas fallan.

El ticmpo dc vida de lámparas fluorcsccntes oscila entre 12 000 horas para potencias de 39W. Si el 80% de vida es de 9 600 hrs. con un cncendido de 14 horas al día durante 22 días del mes. cl ticmpo de reemplazo es:

1 día I mcs

14 hrs. 22 días 9 600 hrs. x ------------ x ------------- = 3 1 . I6 lllcscs

El cambio st: fija e11 dos años y medio. Es importante mcncionar la dcpcndcncia dcl buen funcionamiento tanto de la lámpara como del balastro para que se cumpla en buen término el cambio general de lámparas.

0 Otro criterio para determinar cl momento adecuado para la rcposición. es anotar los fallos individuales que sc produzcan y cuando dstos alcanzan el 10% o 15% del total, se procede a sustituir todas las lámparas. Este último sistema respecto al anterior tiene la ventaja de no calcular las horas de utilización y de que las operaciones de mantenimiento se rcduzcan.

El número total de lámparas de 39W de potencia en el intcrior cs de 3984 unidades. El intervalo que va del 10 al 15% es de 398 hasta 598 fallas en las lámparas, al llegar a este lapso sc requiere cambiar las lámparas en general.

El beneficio de estas acciones es proporcionar la cantidad y calidad de iluminación del circuito eléctrico dispuesto dentro dcl edificio. La inversión es nula debido a que dichas actividades están contempladas en el mantenimiento general dcl edificio.

5.2 Cambios Tecnológicos

5.2.1. Sustitución de himparas a 32W Como el cambio de lámparas es necesario al final de la vida útil, únicamente se considera la diferencia de

precio con respecto a la lámpara de 32 Watts. Además. es conveniente cl cambio de balastro. Como se mencionó en el capítulo 2, el encendido de las lámparas es de un ticmpo aproximado de 14 horas continuas durante 22 días laborables dcl mes. Lo anterior permite calcular un ticmpo de encendido de 308 horas al mes del sistema dc iluminación.

71

Es posible cncontrar una gran variedad de marcas con difcrcntcs tcmpcraturas de color e índicc dc rendimiento scgún se rcquicra. Fuentes de luz con temperatura de color dc 3500K se considcran ncutras y comúnmcntc son usadas cn lugares dc trabajo incluycndo oficinas. salas de conferencias, bibliotecas y escuelas. El índicc de rendirnicnto dc color es la capacidad que tiene una lámpara para reproducir fielmentc los colores de los objetos y es un factor muy importante a considerar en cualquicr aplicación dc iluminación. Este índicc sc mide cn una cscala de O a 1 0 0 . donde la luz solar ticnc un valor de 100.

Este tipo de lámparas pueden funcionar con balastros magndticos o balastros electrónicos en circuitos de arranquc rápido o con balastros clcctrónicos en circuitos dc arranque instrultánco. El bc~lcficio principal de usar balastro electrónico cs el obtcncr un consumo de cncrgía eléctrica todavía más reducido gcnerando la misma cantidad de luz. El origen de la mayor eficacia con los balastros electrónicos, es que trabajan en alta frecuencia (50 000 Hz).

Bajo cstas consideraciones se propondrá una lámpara cuyas características scan dc un alto índice rcndimiento dc color, una temperatura de color neutra, un flujo luminoso alto. larga vida y una eficacia alh.

O

O

O

O

O

O

Consumo de Energía (Kwh) Potencia de lámpara Uso mcnsual Número de

watt horas/mcs lámparas

I~ 39 I 3984 I 308 I 32 I 3984 I 308 * balastro convencional (20% potencia de la lámpara) ** balastro electrónico ( 5% potencia de la lámpara)

Ahorro energético probable (KWmes)

Ahorro económico por consumo de energía ($)

Ahorro de demanda de energía (KW/mes)

Ahorro económico por demanda de encrgia ($)

Ahorro en porccntaje cnergdtico (%)

Consumo por I Consumo por I Consumo total lámpara

57 428 9 572 * 47 856 K W m c s K W m c s

iluminación balastro

39267 1 1961 ** I 41 231

57 428 - 41 231 = 16 197 KWWmes = 194 364 Kwh anual

16 197 K W m c s x $ 0.29760 K w h = $ 4 820 mes

de

( 3 9 ~ ) (3984) ( I .2) - (32) (3984) (1.05) = 52 S89 watts = 53 KW

12 (53 KW) S $49.241 mcs = $ 3 1 317 anual

100 - 41 231 SB =28.21% 57 428

Ahorro en porccntaje Tipo de lámpara

18 819.5 6 549.1 12 270.4 32 watts 26 298.6 9 208. I 17 090.5 económico ($) 39 watts

Costo total Costo por denlanda Costo por consumo

100 - 18819.5 X 100 = 28.43% 26 298.6

e Invcrsión Concepto Inversión total Costo Unidades Precio lista

$ $ 39 watt

Y74 685.6 1992 489.3 Balastro mark V**

110 834.9 3984 27.82 Lámpara philips 32 watts

773 602.8 1 Y92 388.4 Balastro 2s40W *

129 480.0 3984 32.50 Lámpara philips T- 12 blanco frío

903 172.8

TL80

32W 127V 1 085 520.5 * balastro convcncional (20% potencia de la lámpara) ** balastro electrónico ( 5% polcncia dc la lámpara)

e Ahorros incrementales de energía Cálculo del factor de reemplazo

f = H = # de horas de opcración anual =(308) 12 = 0.1848 ELL # de horas de vida media de la lámpara 20 000

IES, = 11 * f * ES = años * factor de rccnlplazo * Ahorro de energía

años Ahorros incrcmcntalcs de energía I

71 836.9 2 35 918.4

~~

3 107 755.4 4 143 673.8 I _ " _ _ _ " _ " " " _ " _ __"___"___""__" " " " " " " " - - - " - -

_"_______________. ""_"___"""" " " " " " - - - - - - " - - " -

0 Ahorros incrcmcntalcs de costos ICs, = n * f * (1s = años * factor de rccnlplazo * ahorro cn costos

años Ahorros incremcntalcs de costos 5 785.7

1 1 571.4 17 357.1 23 142.8

Costo de implcmcntación incrcnlental (para 11- 1 años)

IIC, = n f * costo total de implcmcntación

1 33 697.8 2

101 093.5 3 67 395.7

años Costo de implementación incremental

_ " _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ " " " " " " " " " " " " " " " " " " " ~

(para el año 4) _ _ _ _ _ _ _ _ _ " " " _ " _ _"_"_"_""""""""""""""""""~

IIC = ( I - ((n-I) * 0) * costo total de implementación = ( 1 - ( (4-1)* 0. 1848)) 182 347.7 1 8 1 254.1

73

0 Periodo simple de recuperación de la inversión diferencial (PSRID). Es el tiempo esperado para que el proyecto genere un flujo de efectivo acumulativo suficiente para volver

a pagar la inversión inicial. En nuestro caso, el ahorro que se obtiene en un lapso determinado (en aííos) debe pagar la inversión que se realice. Este se emplea únicamente como un método rápido de aproximación para seleccionar alternativas. El ahorro anual es constante y es de $ 3 1 3 I 7 anual

PSRID = inversión ($) . = $ 182 347.8 = 5.8 aííos ahorro ($/aííos) $ 3 1 317

años Ahorros incremcntalcs de energía 1

31 317 2 31 317

....""_"_____"__"""""""""""""""""-""-- ~~

3 31 317 4 31 317 t _ " " " " _ _ _ _ " " _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ " " " " " " " " " " " " " " "

"""""""""_ __""""""__""~~"""""""""- 5 3 1 317 ""_______"""__I .""""""""""" """""""""

5.2.2. Sustitución por lámparas ahorradoras de 34W Sustitución de lámparas de 39 Watts por lámparas ahorradoras de energía de 34 Watts. Este tipo de

lámparas ofrece un gran ahorro cuando sustituyen a las lámparas fluorescentcs normales. y es una opción en la modernización, ampliación o nuevas construcciones de iluminación. sus aplicaciones se extienden a cualquier instalación actual donde se requiera ahorrar energía sin disminuir los niveles de iluminación. tales como tiendas. hoteles, oficinas, centros comerciales, restaurantes, escuelas, hospitales, cte.

Actualmente los balastros llamados de "baja energía" y "económicos" estan sustituyendo a los utilizados en el pasado. Estos balastros no operan correctamente, y dañan. a las lámparas ahorradoras de energía, por lo que es necesario revisar las instalaciones antes de colocarlas. Existen diferentes tipos de balastros propios para lámparas ahorradoras de energía.

Consumo de Energía (Kwh) Potencia de lámpara Consumo total Consumo por Consumo por Uso mensual Número de

watt iluminación balastro lámpara horas/mes lámparas KWhhes KWhImes

39 43 807 2 086 41 721 308 3984 34 57 428 9 572 47 856 308 3984

Ahorro encrgCtico probable (KWmes)

Ahorro económico por consumo de energía ($)

Ahorro de demanda de energía (K W/mes)

Ahorro económico por demanda de energía ($)

Ahorro en porcentaje energético (X)

S7 428 - 43 807 13 62 1 KWll/mes = 163 452 KWanual

13 62 1 KWldmes x $0.29760 KWh = $ 4 054 mes = $ 4 8 648 anual

(3%) (3984) (1.2) - (34) (3984) (1 .05) = 44 222 watts = 44 KW

12(44 KW) x $49.241 mes = $ 2 5 999 anual

100 - 43 807 X 100 = 23.72% 57 428

74

Costo por demanda Costo total 9 208.1 26 298.6

I 7 04 1.4 1 2 0 078.3

100 - 20 078.3 x 100 = 23.66% 26 298.6

Inversión Concepto

!i $ Inversión total costo Unidades Precio lista

39 watt

773 692.8 1092 388.4 Balaslro mark V**

129 480.0 3984 32.50 Lámpara philips 34 watts

773 692.8 1 992 388.4 Balaslro 2s30W *

129 480.0 3 984 32.50 Lámpara philips T- 12 blanco frío

O03 172.8

econ-o-watt

2s32W 127V 1 085 520.5 * balastro convencional (20% potencia de la Irimpara) ** balastro electrónico ( S% potencia de la lámpara)

0 Ahorros incrementalcs de energía Cálculo del factor de reemplazo

f = H = # de horas de or>cración anual = (308) 12 = O. 1848 ELL # de horas de vida media de la lámpara 20 000

E S , = n * f * ES = aiios * factor de reemplazo * Ahorro de cnergia

años 1 2 3 4

_""""""""" """""""""~

~"""""""""

_"""""""""

Ahorros incrcmcntales de costos ICs, = n * f * CS

años 1 2 3

""""""_"""

4

Ahorros incrementalcs de energía 30 205.9 60 41 1.8 90 617.7

120 823.7

"""""""~~""""""""""""-

"""""""""""""~"""""-~"

" _ " " " ~ " " " " " " " " " " " ~ ~ " " " ~ " _ _ " " " _ _ " " " " ~ ~ " " " " " " " " " ~

= años * factor dc rccmplazo * ahorro cn costos

Ahorros incrcmcntalcs de costos 4 804.6 9 609.2

14 413.8 19 2 18.4

"""""""""""""""""."""

"""" "__" " " " " " " " " " " " " "~ -~""""~"""""""""""""""

Costo de in~pletllcntación incrcnlcntal (para n-1 años)

IIC, = n f * costo total de implcmcntación el costo de implcmcntación cs nulo y la recuperación es inmediata.

75

o Periodo simple de recuperación de la inversión diferencial (PSRID). Es el tiempo esperado para que el proyecto genere un flujo de efectivo acumulativo suficiente para volver

a pagar la inversión inicial. En nuestro caso, el ahorro que se obtiene en un lapso determinado (en aios) debe pagar la inversión que se realice. Este se emplea únicamente como un mctodo rápido de aproximación para seleccionar alternativas. El ahorro anual es constante y es de $ 3 1 3 17 anual

PSRID = inversión ($) . = $0.0 - = 0.0 años ahorro ($/años) $ 2 5 999

años Ahorros incrementales de energía 1 25 999

La recuperación de la inversión está dentro del primer año.

5.2.3 Colocación de reflectores La mayoría de reflectores cuentan con difusores de rejilla plateada, con acabado cspcjo que oculta la

fuente de luz. Pucdc sustituir luminarios de cuatro lámparas en virtud de que está provisto dc dos láminas reflejantes de alunlinio especular con una reflcctancia de más del 90%, que concentran la luz hacia el área de trabaio. al utilizar menos lámparas se genera menos calor y el equipo de aire acondicionado debe trabajar menos. Esto permite un ahorro adicional de energía.

Consumo de Energía (Kwh) Potencia de lámpara Consumo total Consumo por Consumo por Uso mensual Número de

watt iluminación balastro lámpara horas/mes lámparas KWWmes KWldmes

39 S7 428 9 572 47 856 308 3984 39 con reflector I 1992 1 308 28 714 4 786 23 928

Ahorro energctico probable 57 428 - 28 714 = 28 714 KWldmes = 344 568 Kwh anual (KWWmes)

Ahorro económico por consumo 28 714 KWdmes x $0.29760 KWh = $ 8 545 mes = $ 102 S40 anual de energía ($)

Ahorro de demanda de energía (3%) (3984) (1.2) / 2 = 93 226 natts = 94 KW (KW/mcs)

Ahorro económico por demanda de 12(94 KW) x $49.241 mes = $ SS 543.8 mes energía ($)

Ahorro en porcentaje energético (%) 100 - 28 714 x 100 = 50.0% 57 428

0 Ahorro en porcentaje Tipo de luminario Costo total Costo por demanda Costo por consumo económico ($) 4 X 3 9 W

13 149.2 4 604.0 8 545.2 4 ~ 3 9 W c o n 26 298.6 9 208.1 17 090.5

reflector

100 - 13 149.2 X 100 150.0 % 26 298.6

76

m Inversión Concepto

61 S 122 cm 143 822.4 996 144.4 Reflectores

costo total Unidades Precio lista $ $"

m Ahorros incrementales de energía Cálculo del factor de reemplazo

f = H = # de horas de operación anual ELL # de horas de vida media de la lámpara

= (308) 12 = 0. 1848 20 000

IES, = n * f * ES = años * factor de rccnlplazo * Ahorro dc encrgia

años I Ahorros incremcntales de encrgia 1

191 028.5 3 127 352 2 63 676

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ " " _ __"_"_"""""""""""---"--"-- 4 254 704.6 _ " _ _ _ _ " _ _ _ " _ _ _ _ _ I __"" "____"_" " " " " - " " " - " - - " - -

m Ahorros incrementales de costos ICS, = n * f * CS = años * factor de reemplazo * ahorro cn costos

aííos Ahorros incrementales de costos 10264.5 20 528.9 30 793.4 41 057.9

0 Costo de implcn~entación incremental (para n- 1 años)

IIC, = n f * costo total de implementación

1 26 578.3 años Costo de implemcntación incremental

_ _ _ " _ _ _ _ " _ _ _ " _ _ _ " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " 53 156.7

3 79 735.1 "_"_""_"""""""""""""""""" _ _ " _ _ _ " _ _ " _ " " " " " " " " " " " " " " " " ~

(para el año n) 1IC = ( 1 - ((n-I) * f)) * costo total dc implemcntación

= ( 1 - ( (4-I)* 0.1848)) 143 822.4 = 64 087.2

Periodo simple de recuperación de la inversión diferencial (PSRID). Es el tiempo esperado para que el proyecto genere un flujo de efectivo acumulativo suficiente para volver

a pagar la inversión inicial. En nuestro caso. el ahorro que se obticne cn un lapso determinado (en años) debe pagar la inversión que se realice. Este se emplea únicamcnte como un mdtodo rápido de aproximación para seleccionar alternativas. El ahorro anual es constante y es de $ 3 I 3 17 anual

PSRID = inversión ($) . = $ 143 822.4 = 2.5 años ahorro ($/años) $ 5 5 543.8

77

años Ahorros incrementales de energía 1 2

55 543.8 55 543.8

Desventajas: Es factible utilizar en instalaciones con depreciación por tiempo y suciedad impactantes. En nuestro caso no es muy recomendable ya que el nivel de iluminación está por debajo del recomendado y la mermaría demasiado.

5.3 Cambio Operativos

5.3.1 Iluminación por áreas

En la fachada que da al sur, parte de la zona poniente y la que da al oriente, son las áreas más beneficiadas por la luz natural. es conveniente hacer una instalación eléctrica independiente del resto. Es decir. que lo gobierne un interruptor por cada nivel. La distancia de la zona que va del muro hacia el interior es una franja de tres metros, suficiente para que el usuario pueda realizar su actividad con iluminación natural. Las zonas independientes de la zona interior central. Es necesario formar dos circuitos de alimentación eléctrica, uno exterior y otro interior. De esta manera el tiempo de encendido de la zona será de 15 a 22 horas del día. Es importante mencionar que existen otras formas de escoger las áreas (por ejemplo sólo cubículos, formar áreas más concéntricas, etc. ) que no vamos a tocar en este apartado.

Consumo de Energía (Kwh) Potencia de lámpara Consumo total Consumo por Consumo por Uso mensual Número de

watt

2 538 423 2 115 154 352 39 con horario 52 354 8 726 43 628 308 3632 39

KWh/mes K W m e s iluminación balastro lámpara horas/mes lámparas

0 Ahorro energético probable 57 428 - 54 892 = 2 536 K W m e s = 30 432 Kwh anual (KWmes)

o Ahorro económico por consumo de 30 432 K W m e s x $0.29760 K w h = $ 9 056.5 mes energía ($)

0 Ahorro de demanda de energía El ahorro sólo se da en el consunlo y no en la demanda. (KW/mes)

0 Ahorro económico por demanda de no existe ahorro por este concepto energía ($)

Ahorro en porcentaje energético (%) 100 - 54 892 x 100 = 4.42% 57 428

0 Ahorro en porcentaje Tipo de lámpara Costo total Costo por demanda Costo por consumo económico ($) 39 w

16 335.8 """" 16 335.8 39W con horario 26 298.6 9 208.1 17 090.5

78

100 - 16 335.8 x 100 = 37.88% 26 298.6

0 Inversión Conccpto

$ $ Inversión total costo Unidades Precio lista

39 watt 529.2 2 264.6 Apagadores S6 1.6 3 187.2 Alambre # 12

Total 1098.8 L

o Ahorros incrementales de energía Cálculo del factor de reemplazo

f = H = # de horas de operación anual = (308) 12 = O. 1948 ELL # de horas de vida media de la lámpara 20 O00

IES, = n * f * ES =años * factor de reemplazo * Ahorro de energía

años Ahorros incrcmentales de energía 1

11 247.6 2 5 623.8 _ _ _ _ " _ _ " _ _ " _ _ " _ "__""""""""""""""""""-

_ " _ " " _ _ _ " " " " "_""""""""""-""-""--"---- 16 871.5

4 22 495.3 """"""~_""""--""-""--"---- "_"""""""""""""""""""

o Ahorros incrementales de costos ICs, = n * f * CS = &os * factor de reemplazo * ahorro en costos

años I Ahorros incrementales de costos 1

6 694.5 4 5 020.9 3 3 347.2 2 1 673.6 _ _ _ _ _ _ _ _ _ " _ _ " " " """""""""_"""""""""""

""_""""""" .....................

0 Costo de irnplementación incremental (para n- 1 años)

IIC, = n f * costo total de irnplementación aíios Costo de implementación incremental

1 406.1 2 203.0 .""""""""" """""""""_""""""""""""""

"""""_"""" """""""""""""""""""""""- 3 , 609.1 _""""""""" """"""""""""""."""""""""

(para el año n) IIC = ( 1 - ((n-1) * f)) * costo total de inlplementación

= ( 1 - ( (4-1)* O. 1848)) 1 098.8 = 489.6

0 Periodo simple de recuperación de la inversión diferencial (PSRID). Es el tiempo esperado para que el proyecto genere un flujo de efectivo acumulativo suficiente para volver

a pagar la inversión inicial. En nuestro caso, el ahorro que se obtiene en un lapso determinado (en años) debe pagar la inversión que se realice. Este se emplea únicamcnte como un método rápido de aproximación para seleccionar alternativas. El ahorro anual es constante y es de $ 9 056.5 anual

79

La recuperación de la inversión est6 dentro del primer a170

w 4- 4- 'J , o\ o\

J 3 .b

J 2

--"--

Q 4-

c c

N U \o W W

c-

C

L 1

CAPITULO 6

CONCL1JSIONES

7

CAPI'I'U LO 6 CONCLUSIONES

La planta baja no fue causa para la determinación de la cantidad dc iluminación. principalmente porque existen en su mayoría oficinas 1' cspacios donde no se pcrnmite el libre movimiento dentro dc ellos. Adcmis del poco apoyo ccdido (por cl director de adquisiciones) a las personas que realizaron las mediciones. Cabe mcncionar que el conteo de equipo eléctrico dondc no existía acceso. sc realizó por medio de información dc las sccrctarias o dircctamcntc observando a través del cristal de las ventanas !' pucrtas. Por lo anterior se procedió a promediar el dato dcl númcro de lunlinarias existentes con base a los demás nivclcs del edificio.

Se rcalizaron planos de equipo de iluminación con las correcciones de posición y se anotaron las mediciones obtenidas. tanto de mesa dc trabajo como de pasillo y anaquclcs. En el capítulo 4 se reprodujeron los tres planos. ahí se anotaron los valores dc cantidad de iluminación (luxcs).

Se verificó e1 estado actual de iluminación dentro del recinto y los resultados demuestran que el nivcl de iluminación está por debajo del valor Óptimo.

6.2 Carga Térmica

Norma Oficial Mexicana NOM-008-ENER-1997. Los formatos utilizados en la dctcrminación de la carga térmica para edificios. sc encuentran en la

El equipo de climatización prcsenta problemas dc funcionanlicnto que son:

0 Suciedad en los filtros. que ocasionan disnlinución en cl caudal de airc suficicntc en el ambicntc a ambientar la consccucntc pérdida dc rendimiento del sislcma.

0 La falta de clcmentos neccsarios que permitan dcternlinar su regulación. como manómctros o al mcnos tomas para manómctros en la entrada y salida de cada batería. termómetros. ctc.

0 El mantcnimicnto ticnc como ob.jctivo establecer una scric de rcvisioncs pcrihdicas de la instalación y dc sus componentes, para mantencrlos cn perfectas condiciones de funcionamiento y scrvicio. Este mantenimiento. además de resultar absolutamente neccsario para \.arios componcntcs de la instalación. como pucdc ser la limpieza de los filtros dc aire y de agua. cambio de aceite. pintura adecuada para su rccubrimicnto. ctc. Es fundamental en cuanto a detectar posibles fallos y averías.

Las metas se cumplieron tanto en la determinación de la iluminación conlo en la aplicación de la Norma Oficial Mexicana cl llenado de los fornlatos aplicados al edificio

x2

La metodología empleada (cap. 3) pcmlitió al inicio una secuencia 6ptima para la rcalización concreta del estudio cncrgbtico. Los problemas no prct-istos salieron a flote cn el momento de realizar la medición de iluminacibn interior. Los más representantes fueron.

Es necesario prestar mayor atención al mantcnimicnto del edificio en general y evitar que las instalaciones que lo consti tuy sc degraden 1116s a116 dc su utilidad. Las medidas prevcntivas se utilizan para optimizar su servicio y alargar su vida útil. Sería catastrófico que una Univcrsidad donde se imparte la Licenciatura de Ingcnicría en Energía no aprovcchc los recursos humanos para verificar constantemcntc sus instalaciones y se convierta en una zona de dcspcrdicio cnergdtico con sus consecuencias económicas.

Es interesante mencionar que la conservación de la energía tendrá efectos importantes sobre el futuro de la Nación. LA conscrvación de la energía no es algo en sí tan ventajoso como para que se le pueda aceptar sin previa discusión por parte del pucblo. Es ante todo. una propuesta que hace falta dar a conocer con ma>or dnfasis y examinar abicrtamentc con urgencia.

CAPITULO 7

ANEXOS

ANEXO A M ~ T O D O DE CAVIDAD ZONAL

EI, PRESENTE M67'ODO PRETENDE DAK LAS BASES PARA CALCULAR EL NúMERO ADECUADO DE LUMlNARlAS PARA ILUMINAR U N ÁREA.

1 .- Dimensiones del local a iluminar Largo (m) Ancho ( m ) Altura (m)

Altura de montaje (m) Relación dc cavidad del local

Arca (m2 )

La altura de montaje es la distancia entre el plano dc trabajo y la luminaria. La relación de cavidad del local se dctcrmina con la siguiente ecuación:

RCL = S 14 ( L + B)/ A

Dondc: H: representa la altura de la cavidad L: cl largo del local. B: el ancho del local. A: el área del local.

2.- Reflectancias. Se determinan de acucrdo a1 color del local Piso

Techo Paredes

En caso dc existir cavidad dc techo debe corrcgirsc la rcflcctancia del nlisnlo de acucrdo a las tablas de rcflcctancia cfcctika de cavidad (proporcionada anterionncntc).

3 _- Pérdidas. Factor de balastro

Degradación lunlinosa Factor dc suciedad

Lámparas inutilizadas Factor de rcflcctancia

Factor intercambio dc calor Pérdidas de iluminación totales

flbcror de b~rlnsrro: Este valor depende dc la rcactancia con que opcrc el balastro. debido a csta rcactancia las lámparas picrdcn cierto porccntaje de su luminosidad. El valor correcto de estc factor deben proporcionarlo los fabricantes, la Asociacibn dc Fabricantes dc Balastras de U.S.A. especifica un valor de 0.95 para Iánlparas fluorcscentes.

84

Ikxrodmicin luminosa: La rcducción gradual de la luminosidad producida por el paso del ticnlpo es diferente para cada tipo y calidad de lámpara. Para el 70% de vida estimada. la disminución aproximada de los Iúmcncs cmitidos cs el 8% para lámparas fluoresccntcs. Este valor lo reportan como L.L..

bbc/or de suciedcrd: Estc valor varía con cl tipo de luminaria J~ el ambicntc en que trabaja. para dctcrminarlo dcben consultarse las curvas de degradación por suciedad, según catcgoria y tipo de ambiente. El factor se suministra en función del tiempo transcurrido (mcscs) desde la última vez que se limpió la lámpara J. del grado de suciedad dcl atnbicntc que IC rodca.

- I,brr~poras lnulilizm&: Es la relación cntrc las Ihnparas fuera de servicio J. el total de lámparas instaladas. La pkrdida dc iluminación es proporcional al porccntaje de lámparas I'uera dc servicio.

b i ~ t o r de reflecltmcia: Estc efccto es normalmente pcqucfio, pero dcspuds de un período dc tiempo largo pucde ser significativo en las luminarias con acabados de bala calidad. No se dispone de datos precisos.

Intercambio de calor: Esistcn luminarias culo discíío pernmitc que se utiliccn como partc del sistema de vcntilación o aire acondicionado. Estas luminarias sc calibran fotonldtricanlentc sin paso dc aire. Por tanto cuando son instaladas y se extrae o inyecta aire a traves dc cllas su cficicncia aumenta a vcces hasta un 20%. Estc incrcmcnto cs función de la cantidad y tcmpcratura del aire que pasa a través de la luminaria. Se rccomicnda tomar cstc factor como la unidad, pucsto que su efecto es positivo.

1'érdida.s de ilzrmintrcitin /olales; Es el resultado final por la prcscncia de todos los factores parciales. Se define como cl cocicntc de la iluminación cuando alcanza su nivcl más bajo cn el plano de trabajo cntrc el nivel nominal de iluminación de las lámparas.

4.- Datos de lámpara y balastro Tipo dc lámpara

Catalogo Lúmencs inicialcs Watts de lámpara

Lámparas por luminaria Watts dc balastro

Watts por luminaria Ltlmcnes por w t t

Coeficiente dc utilización

Tipo de lámparo: Espccificar si es incandescente, fluorcsccntc. de descarga. ctc.

Catalo~o: Indicar marca y número de claw

f~zirnene.~ iniciales: Esta información la reportan los fabricantes cn sus catálogos.

Lúmpuras por lumr/?aria: Es el total de lámparas que pucdc alojar el gabinete.

Walls de balaslro: Es la potencia solicitada por el reactor de lámparas fluorcsccntcs o de descarga. Para cquipos comuncs es el dc 20% de la potellcia de la lámpara en el caso de fluorcsccntcs y 25%) para lámparas de descarga.

f,tímenes por w!alt: Es el flujo luminoso de la lámpara propuesta entre su potencia nominal. a esta relación se IC llama eficacia de la Iánlpara.

('oeficietlle de uti/izrrcrcin: Es cl cociente de los Iúmcncs que llegan al plano de trabajo >. los totales generados por la lámpara. Este factor toma en cuenta la eficacia y la distribución de la luminaria. su altura de montaje. Ins dimcnsioncs dcl local y las rcflcctancias de las paredes. dc techo y suelo. Este valor se obticnc dc las tablas de coeficiente de utilización de fabricantes o textos sobrc el tema.

5.- Anhiisis del uso de energía Nilmcro real de luminaria

Lurninarias fuera de servicio Metros cuadrados/luminaria

Demanda total Densidad de demanda l í m i k

Densidad de demanda Representa de la D.D.L.

Nzitnero real de Izrmrnnrica; Es el número de luminarias instaladas cn el local

Laminarias ficercr de servicio: Escribir las luminarias quc no operan.

Metros cundrudos por Izlminuria; Es el área quc en teoría dcbc alumbrar una lámpara.

flemandn told: Es la potencia instalada por iluminación del local.

I.)cn.sidad de demtmda limite: Es la norma cstándar de potencia instalada por iluminación

Densidad de demo&: Es la potencia por ructro cuadrado del local estudiado

6. ESPACIAMIENTO. La colocación de las luminarias dcpcndc dc la arquitectura general. dc las dimcnsioncs dcl edificio, del tipo dc luminaria y de la ubicación dc las tomas de energía existentes. Para conseguir una distribución uniforme de iluminación sobre una zona. se recomienda respetar la separación que indican las tablas correspondientes para determinar el coeficiente de utilización. Frecucntcnmte los equipos fluorescentes deben montarse cn filas continuas.

Criterio de espaciamiento (Largo) Criterio de espaciamicnto (Ancho)

Espaciamiento máximo largo Espaciamiento máximo ancho

7.- Resultados Iluminación rccolncndada

Nivel dc iluminación Cálculo dc lunharias adecuadas

Número dc luminarias

f&ninncicin recomentladn: Es el valor scííalado por alguna sociedad dc espccialistas en iluminación.

Nivel de i lumi t tnc~~n: Son los luxes calculados por este mktodo de cavidad zonal, la relación aplicada es:

Luxcs = ( N * Lámpara * Lúmcncs * CU * FPT )/ A

donde: N es el número dc luminarios. Lámpara es el número de lámparas por luminario. Lúmcncs es el flujo luminoso de cada lámpara. CIJ es el cociicicntc de utilización dcl luminario. FPT cs el factor de pdrdidas totales. A cs el árca del local.

De manera complementaria puede calcularse el númcro de gabinctcs para iluminar un local. es este caso se aplica la relación:

N" de luminarios = ( Luxcs * A )/ ( Lúnlcnes * CU * FPT * Lámpara)

donde luxes cs cl nivel dc iluminación buscado.

87

ANEXO B NORMA OFlClAL MEXICANA NOM-008-ENER-1997

Mk'T'ODO PARA El, CÁLCU1.O DE LA CARGA DE CALOR Y DE 1,A DEMANDA DE ENERGíA EL€k'I'KICA EQUIVALENTE POR SUPERFICIE CONSTRUIDA PARA E L ACONDICIONAMIENTO DE ESPACIOS.

I . - Criterio general

En esta sección sc presenta:

a) Los datos que dcbcn presentarse y los ci~lculos que dcbcn realizarse para la dctcrnminación dc los distintos valorcs que fundamentan el cumplimicnto de la norma.

b) La metodología para calcular la carga o pérdida de calor cn una edificación. considcrando las características climatológicas del lugar donde se ubique. sus dimcnsioncs. su orientación y localización en la manzana y las características constructivas de sus muros, techos, ventanas. tragaluces >' puertas.

e) El nldtodo para calcular la demanda de energía cldctrica cquivalcntc por superficie construida corrcspondicntc a la instalación de un equipo de acondicionamiento de aire para adquirir las condiciones de confort para el humano.

2. Datos Básicos

2.1 l ) t r t o s ,mrticz~l~~re.s: Los datos del propietario del prcdio donde se proyecta construir la edificación existente que sc pretende ampliar o modificar y su ubicación.

2.2 I,ocn/Izncrcjn: Los datos de la ciudad. municipio. estado, longitud. latitud y altura sobrc el ni\.cl del mar en donde se ubicará la edificación en cuestión.

2.3 ('nrncteristicm ('fimnto/i~icas: Las características del clima representativo de la zona en que sc ubica cl prcdio como son:

Tempcratura máxima cvtrcma anual. Tcmpcratura mínima cxtrcnm anual. Temperatura de confort. Temperatura de colindancia. Tcrnperatura promedio máxima anual. Tcmpcratura promedio mínima anual.

2.4 (brclc/eris/iccr.s del prcyecto; La superficie total de construcción. el nutncro de pisos. la orientación del frente. la ubicación de la manzana, la o las colindancias que no cstdn cspucstas al sol si es que esistcn !. u n croquis que mucstrc la orientación y las condiciones de colindancia.

2.5 Suprrficics; La superficie cn mctros cuadrados dc cada uno dc los clcmcntos de la cnvohcntc de la edificación, identificando en el caso de los techos cl área opaca y la traslúcida si existe, y en el caso de los nluros el irca insolada y la que no este cxpucsta al sol.

2.7 Ihgficienre dc lrcrnsrnisrcin de calor: El coeficiente de transmisión de calor en clcmcntos o sistemas dc techos o muros construidos por varios materiales se calcula con la ecuación ( 1 ).

1 u Y -

R ...................................................... ( 1 )

U = Valor de transnlisión de calor o conductancia del sistema en W/m2 O C R = Valor de la resistencia tdnnica total del sistema dc techo o muro dctcnninado

3 . Método de cálculo de la ganancia o pérdida del calor sensible

Se considera calor sensible a todo aquello que produce cambio cn la temperatura de un espacio 5, se calcula mediante la ecuación (2)

Donde: Q = Calor sensible. Qc = Carga de calor por conducción. Q~ = Carga de calor por radiación solar. Q; = Cargas internas de calor. csprcsados en Watts.

Q = Q,. + Q, -4- Q, ........................................... (2)

La transmisión de calor o ganancia por conducción se calcula por medio dc la ecuación ( 3 )

Donde: Qc = Ganancia o pdrdida de calor por conduccicin a tra\ds de la cnvol\cntc de la edificación. debido a diferencias de temperatura entre el interior y el csterior (Watts). U, = Coeficiente de transmisión dc los muros sin colinda~~cia (W/n12 OC), Am = Superficie de muros exteriores sin colindancia (m2). Ut = Coeficiente de transmisión de los techos (W/m2 OC). At = Superficie de techos (m2). U, = Coeficiente de transmisión de ventanas (W/rn2 O<')

A, = Superficie de ventanas (m2).

Umc = Coeficiente de transmisión de los muros en colindancia (W/m2 O C ) .

Am, = Superficie de los muros en colindancia ( m 2 ). Up = Coefícicnte de transmisión de puertas (W/m2 OC) .

A = Superficie de puertas (m2). te = Tcmpcratura exterior de disciio en bulbo scco (OC ) .

ti = Temperatura intcrior dc confort en bulbo scco (OC). te = Tcmpcratura atribuible a la colindancia en bulbo seco (OC).

P

Para la determinación de la carga por cstc rubro. se considera un día de mayor radiación teórica directa a ras del suelo indicado en la tabla E. 3.2.5. del apdndicc E (normativo) dc la Norma Oficial. El flujo o la ganancia de

Donde: Qs = Ganancias por radiación solar directa en superficics opacas o transparentes (Watts) Gt = Densidad de la energía solar radiante incidente en techos (W/m2).

G, = I Jsen h cos O (5) 3 .........................................

Donde: 1 = Radiación teórica directa a nivel de piso cn W/m2

sen h = COSL cosD COST + senL senD h = altura solar. L = Latitud del lugar. D = Declinación solar. T = Ángulo horario

c o s o = I (para superficies horizontales)

G,,, = Densidad de la energía solar incidente cn los muros. inclu?cndo pucrtas J . ventanas según su orientación en W/ m2. G m = I v x G a ............................. (6 ) Donde: cos 8 = ( cosh cosC senS ) + ( senh COSS ) 8 = Ángulo dc incidencia. C = Ángulo formado cntrc el acimut del rayo solar >. la protccción horizontal de la normal a la supcrficic (orientación de la fachada) S = inclinación de la superficie con respecto a1 plano horizontal

Si la superficie es vertical. Cos O = Cos h Cos C

i = Orientación de muros y ventanas. at = Absort'ancia dc la superficie al cstcrior del techo. am = Absortancia de la supcrfície al cstcrior dc los muros. a p = Absortancia dc la supcrfkic al cstcrior de las puertas. fg = Factor de ganancia solar de la superficie vidriada dc la ventana, afectado por el factor dc corrección (fc).

fc = Factor de corrección de sombreado estcrior, cuando un volado se extiende latcralmcntc más allá de los límites de la ventana una distancia igual a la proyección del volado.

I Profundidad del volado

I"]

Y Altura del volado

Para calcular las cargas de calor generadas en el interior de la cdificación. se deben sumar las cargas producidas por las personas. lámparas y aparatos clectrodomksticos, por los motores eldctricos y por otros aparatos o dispositivos que generen calor.

3.3. I I'ersonas: Se reficre al calor que aportan las personas debido a su grado de actividad metabólica. Sc calcula multiplicando la emisión de energía calorífica que emitan (por el metabolismo basal y muscular). por el número de personas o usuarios.

3.3.2 Ldmpnras y a-~aralos elec(rc)d~~mt;.slrcos.. Para calcular la carga de calor se debe determinar la carga correspondiente al sistema de alumbrado J- a los aparatos clcctrodomésticos instalados en el edificio. por un factor de utilización. transformándose la carga eléctrica a carga de calor en watts.

Q i = Q a + Q l + Q c Donde: Qa = Calor cedido por personas QI = Calor cedido por luminarias Qe = Calor cedido por equipo elktrico

3.3.3 Molores eléclricos: Para detcrminar la carga de calor por concepto de motores eléctricos se deben tomar en cucnta los motores instalados.

3.3.4. Otros crparalos que generan cal= Se deben considerar los aparatos que por sus características generan calor, como cafeteras, calentadores, estufas, hornos, ctc.

4. Cálculo de la demanda de energía eléctrica equivalente

Se debe determinar la energía necesaria para disipar o proporcionar el calor calculado mediante la ecuación I . suponiendo que se logrará mediante un sistema artificial de acondicionamiento ambiental.

4.1 CnQacidad de refiizeracicin o enfriamiento: La capacidad de los equipos de refrigeración se obtiene dividiendo la carga de calor sensible obtcnido en Matts. entre 35 16 para obtener su valor en toneladas de refrigeración y determinar el equipo comercial que cumple con la capacidad calculada.

4.2 Ilemanda de mer& elt;c/rica: Con el equipo seleccionado se determinará la demanda de energía eléctrica (watts) en función del factor de eficiencia energética reportada por el fabricante del equipo.

4.3 /lemanda deEergia eléctrica por superficie de consfruccicin: El valor de la demanda de energía elkctrica dividido entre el área acondicionada no debe ser mayor que el máxitno correspondiente.

92

ANEXO c PLANOS DEL EDIFICIO DE BIBLIOTECA

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93

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NCDOLD.” aJL0NcTIr- m e e o o ( \ I N N ” - ’

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

o

L) c)

Esp.dficaci6n y Calculo de Alumbrado

TaMa .2. Reflectancias efectivas de cavidad.

__ O

o, O

al

O

(D

O

m O

e

O

d

m O

(D

O

e o

o N

U

J

Especificaci6n y Calculo de Alumbrado

Tabla .3. Factores de correcci6n del coeficiente de utilizaci6n para reflectancias efectivas de cavidad del suelo diferentes del 20%.

~~~~~ ~ ~~

Reflectancia efectiva de la cavidad del techo de 80%

Ref 1 Relaci6n de cavidad del local 2ared S 6 3 , 4

1.05 1.05 50%

30%

10%

1.03

l. 02

1. o1

1.04

1.03

1.02

Reflectancia efectiva de la cavidad del techo de 70%

Ref 1 Relacion de cavidad del local pared I 1 9 , , 10

1.02'1 02 1 1.01'1.01

1.01 1.01

50Z 1 .07

30% 1.G6

10% 1 .06 L

Reflectancia efectiva de la cavidad del techo de 50%

Re f pared

50::

30;:

10%

Relacl6n de cavidad del local

3

l . 03

l . 03

l . 02

__

-

4

l . 03

l . 02

1.02

___

-

5

l . 02

l . 02

1.01

___

-

1 , 2 7 , 8 , 9 , l O 6

1 :o2

l . 02

1. o1

l . 05

l . 03

l . 04

1.04

l. 03

1 .O3

1.02 1.02 1.02 1.02

1.01 I l l 1.01 1.01 1.01

1.01 1.01 1.01 1.01

Reflectancia efectiva de la cavidad del techo de 10%

Ref pared

Relacl6n de cavldad del loca! ' I 1 2

1.01

1.01

1.01

- 3

1. o1 4

1.01

5

1. o1 1.01

1 . O0

7 8 9 10

1.01

1.00 1.00 1.00 1.00

1.01 1.01 1.01 1.01

1.01 1.01 1.01

6

1.01 1. o1 50%

1.01 1. o1 1.01

1. o1 1.00 l. O0 L Tomado de Manual do Alumbrado WosUnghouw 1 9 8 5

ANEXO E

LÁMPARAS FLUORESCENTES AfiORRADORAS

/)escripcicin genercrl. Fueron desarrolladas para sustituir a las fluorcsccntes nornlalcs. pero operando con 10- 20% ~nenos dc consu~no a cambio de 5-10% de reducción de luz.

('nrnc-terislicas jisicns. Están rellenas de mcjores gases. rccubrinlientos fosfóricos especiales. algunos tipos incorporan una guarda para disminuir la depreciación de Iúmcncs y una fina banda conductora inlerna para arrancar con nlenor OCV.

Aplicncitin. Pucdcn usarse en prácticamentc todos los casos en quc se cncuentrcn instaladas lámparas convencionales, ya que se fabrican de las nlisnlas dimensiones y fonnas, aunque deben observarse las reco~ncndacioncs que se mencionan posteriormcntc.

Alwrro iipco. Depende de los colores y potencias, pero el aumento de eficacia es de 7% en promedio. La

Iitmpara más eficaz hasta cl monlcnto alcanza l a los 1 O0 I / w es la de 3 2 ~ ER bulbo 7'8 4 I O0 O K y 1.22 111 de largo.

Costos. Aunque originalmente aparecieron en el mercado con un alto costo, actualmcntc la difcrcncia fluctúa cntrc S y 15 % con rcspccto a las lámparas nonnalcs cquivalentcs.

L%dc7 zi t i l . Bajo condiciones cstándar de operacibn ticnen una vida útil de 20.000 horas, en comparaci6n con las 12,000 horas de las nonnalcs.

Hencficio poro el z~.~tmrio. Cuando se operan con balastros adecuados. se obtiene une rcducción promedio en el consumo de 24% contra 10% de reducción de cmisión lumínica.

I(ecomcnd~rcior?e.s. Las lámparas ahorradoras sicmprc deben acoplarse a balastros compatibles con ellas. Debe cvitarse su uso con balastros del tipo baja energía o incluso normales 1, con dispositivos que sc intcrcalcn para lastrar la corriente del circuito. Por sus características dc construcción, deben operarse a tcnlperaturas mínimas de I S O C . Su operación óptima se obtiene con balastros clectromagndticos de alta eficiencia o electrónicos.

BALASTROS

El término “balastro” utilizado cn iluminación fluorcsccntc, se aplica al dispositivo que: Proporciona el \olta.je “dc arranque“ ncccsario para establecer un arco cntre dos clcctrodos dc la lámpara. Regular la corriente a través dc la Iimpara nlantcnidndola dentro dc los parámctros correctos de operación, de acuerdo a las cspccificacioncs de la misma. Proporciona el correcto voltaje para un arranque confiablc de la lámpara, sin ocasionar daños excesivos al cátodo. Suministra una cantidad específica de cncrgía eléctrica para mantener calientes a los cátodos mientras opera la lámpara.

Para operar los distintos tipos de lámparas fluoresccntcs. existcn en la actualidad trcs clascs de balastros:

BALASTROS BALASTROS ELECTRóNICOS: BALASTROS HIBRIDOS: ELECTROMAGNÉTICOS: Operan en “estado sólido dc alta Electromagnéticos con intcrnlptor Dcl tipo tradicional (nonnal). frecuencia. clcctrónico dc la cncrgía dc los económico, o de “alta cficicncia”, cátodos una vcz que ya construidos con núcleo de hierro. cnccndieron las lámparas.

comúnmcntc llamados “ahorradorcs dc cnergía”

EL BALASTRO ELECTROMAGNÉTICO “NORMAL”

En virtud de que los balastros son vitales para la El tcrcer clemcnto irnportantc en la mayoría de los opcración dc las lámparas fluoresccntcs. éstos han balastros electromagnéticos cs el capacitor. Este existido desde quc se invcntaron las lámparas quc elemento aumenta cl factor dc potencia del balastro. por arrancan y regulan. Como resultado dc su diseño. estos lo que sc puede utihar la energía más eficientementc y “viejos” balastros . son también conocidos como “de un balastro elcctronlagnético construido con un núcleo dc hierro” o “clcctrornagnéticos”. capacitor es considcrado como u n balastro de alto factor

de potencia.

El balastro electromagnético consta bhsicarnente de un núcleo de láminas de acero cn\rucltas por dos bobinas de La mayor parte de los balastros comercializados en alambre de cobre o aluminio. Estc ensamblc transforma México son de este tipo. de tecnología considerada cl voltajc dc cnccndido y de opcración ncccsario para obsoleta cn paiscs con legislación cncrgdtica m4s cad^ t i p o dc Irimpara fluorcsccntc. cvolucionada como son los dc Europa y los Estados

Unidos.

EL BALASTRO ELECTROMAGNÉTICO c c ~ ~ ~ ~ ó ~ ~ ~ ~ 7 3

En México sc fabrican balastros “Económicos” para En términos de li~mcnes por watt. son los mcnos Ihmparas slim-line de 74 ~vatts. quc ticncn la ventaja dc cficicntes dcl mcrcado. y tienen la desventaja de quc por consumir menos electricidad que los “nonnales”. a el menor núrncro de devanados de sus bobinas, tienden expensas de producir nlcnos luz. a operar a temperaturas más altas con cl consiguiente

mayor ricsgo de “chorrearse”.

1 0 1

LA NUEVA G E N E R A C I ~ N DE BALASTROS ELECTROMAGNÉTICOS DE “ALTA

La últirna generación de balastros elcctromagnéticos incorporan hoy día un diseño de “alta eficiencia”. Debido a que su diseño minimiza las pérdidas de balastro. proporcionan ahorros de energía de 10% a 12% rcspccto de los antiguos, con una mayor vida del balastro. menores costos de mantenimiento. y operación más fría.

Las pérdidas en estos balastros se reducen mediante el nle.joranliento del diselio del balastro y los

la revolución electrónica ha resultado en un dramático progrcso en el desempeño de los balastros. El balastro electrónico. basado en una tecnología totalmente diferente a la de los balastros elcctromagnéticos, arranca y regula las lámparas con componentes electrónicos en lugar del tradicional núcleo y bobina.

Como la sustitución de balastros elcctronlagnéticos por balastros

EFICIENCIA’

materiales utilir.ados en su construcción.

Los balastros que en México se denomirm de “alta eficiencia“, están diseñados para aumentar la luminosidad de las lámparas y no para bajar el consumo de la energía; y son más eficientes que los normales en términos de lúmenes producidos por cada watt de potencia.

Para obtener resultados de operación satisfactorios. los balastros electromagndticos debcn ser

BALASTRO ELECTR~NICO:

electrónicos cn la mayoría de los casos va acompaliada de una reducción en la cantidad de lámparas instaladas, los balastros electrónicos se han disefiado para utilizar parte de su mayor elicicncia para producir nlis luz . y parte para consumir nmos energía. lo cual rcsulta en una combinación óptinla para la reducción de los gastos de operación.

BALASTROS MIBRIDOS

diseñados con el número adecuado de lanlinacioncs y vueltas de la bobina para operar limparas de un tipo y nlcdida específico. Por lo tanto. los balastros electromagnéticos no operan lámparas diferentes de aquella para las cuales fueron diseñados específicamente.

Los balastros elcctromagnéticos siguen siendo los más comunes. a pesar de quc su uso restringido a u n sólo tipo de lámpara limitan su flexibilidad

El zumbido característico de los sistemas de iluminación fluorescente resulta de la vibración de las láminas de acero del transformador de los balastros electromagnéticos. Este ruido puede molestar a algunas personas en lugares donde un ambiente de trabajo silencioso es yital. Los balastros electrónicos son idealcs para utilizarse en estos ambientes silenciosos. debido a que las lánlinas de acero han sido eliminadas dc su disefio.

Estos son una combinación de tecnología Los balastros híbridos aumentan la expectativa de vida electromagnCtica y componentes electrónicos. Este t ipo útil de las lámparas, ahorran energía, y generalmente de balastro cuenta con un interruptor electrónico que tienen una larga yidx En México , los balastros corta la energía a los cátodos después que las lámparas “ahorradores de energía” que se venden de lversas hayan encendido. Al cortar la energía a los cátodos, el marcas, son de la clase de los “balastros híbridos”. consumo de la misma se reduce de 2 a 2.5 watts por cada lámpara de 40 watts.

102

BALASTROS ELECTROMAGNÉTICOS DE ALTA EFICIENCIA.

Ilescripcicin general. Son balastros fabricados con alta tecnología y mejores materiales para reducir las pérdidas. Operan a las lámparas a potencia adecuada sin reducir su vida útil. Trabajan a temperaturas internas muy bajas con lo que aumentan su propia vida.

(bracterísticas fisicas. Tienen apariencia similar a los normales y se conectan igual a ellos, pero generalmente incluyen un termoprotector para evitar sobrecalentamiento internos.

Aplicacicirl. Tienen un desempeño que cae entre los normales y los electrónicos. Se encuentran disponibles en potencias que corresponden a las lámparas existentes y su aplicaci6n es muy recomendable.

Ahorro de energía. Ahorran directamente 10% en promedio con respecto a los normales, además de que reducen la carga térmica.

('esto. Es variable de acuerdo con el fabricante y la cantidad pero cuestan aproximadamente 20% más que los normales.

Vida lítil. Por trabajar a temperaturas menores que los normales, viven más que ellos. La garantía de los fabricantes es de unos 4 años, pero pueden vivir de 10 a 12. Para cálculos prácticos se acostumbra considerar una vida útil de 50,000 horas.

I~ispomihilidad. Se encuentran disponibles en el mercado aunque no ampliamente. Esto se debe a que la demanda ha sido muy limitada y actualmente no representan más que el 0.42% del mercado total nacional.

Beneficios pura el m~1rio. El ahorro de energía es atractivo y la reducción de luz con respecto a los normales es casi imperceptible. AI reducir la carga térmica se ahorra también en el equipo de acondicionamiento ambiental. Como son balastros termoprotegidos no desalojan compuesto asfáltico ni humos.

Recomer~dacior~es. Deben acoplarse a lámparas compatibles con ellos y se debe tener cuidado de la procedencia ya que han llegado al mercado marcas de origen oriental que no cumplen con los requisitos mínimos de calidad ni seguridad. Es recomendable comprobar que ostenten el sello CBM y U L .

103

BALASTROS ELECTR~NICOS

Iltxripcihrz. Son balastros de estado sólido que pueden ser discretos o integrados y trabajan con alta frecuencia y bajas pérdidas (4 a 6 watts) mejorando la eficiencia de las lámparas.

~aracterísticu,sfi.sica~s. Se pueden instalar directamente en lugar de los electromagnéticos porque son de las mismas dimensiones, aunque su peso es mucho menor. Como trabajan a alta frecuencia evitan el efecto estroboscópico y el flicker. Los hay en potencia de lámpara constante y de potencia variable.

Ap/icacicir,. En todas las aplicaciones de los balastros normales, excepto en lugares con temperatura o vibración excesiva.

Ahorro tiyico. En combinación con lámparas ahorradoras pueden permitir ahorros de hasta 35% si se les compara con los balastros y lámparas normales, pero el ahorro depende de una serie de variables que deben siempre ser consideradas.

Costo. El costo depende del tipo de balastro y la marca. Se fabrican ya en México en las potencias más comerciales con precios entre 2 y 3 veces mayores que los normales. Algunos modelos importados cuestan entre 4 y 5 veces más que los convencionales.

I(econter1~uciorles. Deben instalarse en lugares con ventilación aceptable y poca vibración, que dispongan además de una buena tierra. En productos importados se debe verificar que su tensión nominal corresponda a la tensión de suministro en México.

1 o4

REFLECTORES ESPECULARES

Ilescripcicirl general. Son reflectores de aluminio pulido al espejo que tiene un comportamiento especular. Están diseñados para reducir la absorción de luz y evitan la distorsión de la longitud de onda de los rayos incidentes.

('aracterís/ica.~.f;isica.s. Tienen un diseño óptico optimizado y generalmente diseñado por computadora para satisfacer las necesidades de cada aplicación.

Aplicacicin. Ser pueden usar sobre todo en instalaciones existentes con depreciación por tiempo y suciedad importantes. Para obras nuevas se deben hacer un estudio cuidadoso para evaluar sus posibles ventajas con respecto a luminarias nuevas.

Ahorro de erlergía. Cuando su aplicación es factible. pueden permitir ahorros de 50% en el consumo de energía, ya que reducen el número de lámparas y balastros a la mitad.

(los/o. El costo varía de acuerdo con el fabricante y con las dimensiones pero los ahorros de energía generalmente justifican su adquisición.

Vi& ?í/;l. Cuando son de alta calidad pueden mantener los niveles de iluminancia dentro de límites muy accptables y su vida útil depende del medio y del mantenimiento.

l1)isponihilidad. Se encuentran desde hace algunos años distribuidores de reflectores importados de muy buena calidad. no deben confirndirse estos reflectores con la película adherible al reflector original.

Beneficios yarn el tmario. Los beneficios son evidentes, ya que se reduce el consumo, la demanda máxima, la carga térmica y el mantenimiento.

REFERENCIAS

I . Metodología para el Diagnóstico Eldctrico en Centros Educativos. Aplicación a la Universidad Autónoma Metropolitana Unidad Iztapalapa, Alvarcz Vclasco Jorge y Granados Santa Cruz Norbcrto (1902).

2. Temas de aire acondicionado. J.J. Anlbriz y €%Romero. Paredes, (1994).

3. Provecto de Norma Oficial Mexican. NOM-008-ENER-1997, Eficiencia energética para edificios no residenciales. Secretaría de Energía ( 1997).

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5. Calefacción, refrigeración y acondicionamiento de aire. Cusa, Juan de. Ed CEAC, España ( 1980)

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7. Biblioteca del ingcnicro químico. Perry and Chilton. S" cd. vol 1. McGraw-Hill. México ( 1988).

8. Instalaciones eléctricas. Bratu - Campero, Alfa Omega, México (1992)

9. Fundamentos del uso racional de la energía en la iluminación y el alumbrado, J.J. Ambriz. E. González y H.Romero. Paredes (1989).

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12.Airc acondicionado, Edwin P. Anderson. Ed. Paraninfo S.A. Madrid (1989)

13.Handbook of air conditioning and refrigeration. Shan K. Wang. Ed. McGraw-Hill, Inc. (1994).

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1 S . Optimización energética de las instalacioncs de aire acondicionado. IDAE, Madrid (1989)

16. Calefacción, aire acondicionado y refrigeración. Hemández Goribar, E. Tomo 1, Ciencia técnica. S.A. México, ( I 990).

I06