Esta referencia reúne las fórmulas de iluminación más utilizadas para distribución de luminarias, conversión de unidades, estimación de potencia y cálculo preliminar de niveles de iluminancia. Sirve como apoyo de cálculo rápido junto con las calculadoras del sitio y no sustituye datos fotométricos, documentación del fabricante ni criterios específicos del proyecto.
Respuesta Rápida
¿Cuáles son las fórmulas clave de iluminación?
Para un objetivo de 500 lux en 20 m x 15 m, con lamparas de 4,000 lm, CU 0.7 y FM 0.8, el metodo de lumenes requiere cerca de 67 luminarias antes de revisar separacion.
| Calcular | Fórmula |
|---|---|
| Lúmenes Requeridos | Lúmenes = Área × Lux Requeridos |
| Número de Lámparas | N = (Lux × Área) / (Lúmenes/Lámpara × CU × FM) |
| Lux a Foot-candles | FC = Lux × 0.0929 |
| W/m² | W/m² = Vatios Totales / Área |
→ Use la Calculadora de Iluminación para cálculos instantáneos.
Unidades y Conversiones de Iluminación
Unidades Clave
| Unidad | Símbolo | Definición |
|---|---|---|
| Lumen (lm) | Φ | Salida total de luz de fuente |
| Lux (lx) | E | Lúmenes por metro cuadrado |
| Foot-candle (fc) | FC | Lúmenes por pie cuadrado |
| Candela (cd) | I | Intensidad luminosa en dirección |
Fórmulas de Conversión
| Convertir | Fórmula |
|---|---|
| Lux → Foot-candles | FC = Lux × 0.0929 |
| Foot-candles → Lux | Lux = FC × 10.764 |
| Lúmenes → Lux | Lux = Lúmenes / Área (m²) |
| Lux → Lúmenes | Lúmenes = Lux × Área (m²) |
Tabla Conversión Rápida
| Lux | Foot-candles |
|---|---|
| 50 | 4.6 |
| 100 | 9.3 |
| 200 | 18.6 |
| 300 | 27.9 |
| 500 | 46.5 |
| 750 | 69.7 |
| 1000 | 92.9 |
Niveles de Iluminación Recomendados
Por Aplicación (Estándares IES)
| Tipo Espacio | Lux | Foot-candles |
|---|---|---|
| Residencial | ||
| Sala | 150-300 | 15-30 |
| Cocina | 300-750 | 30-75 |
| Dormitorio | 100-200 | 10-20 |
| Baño | 300-500 | 30-50 |
| Comercial | ||
| Oficina (general) | 300-500 | 30-50 |
| Oficina (trabajo detallado) | 500-750 | 50-75 |
| Comercio (general) | 300-500 | 30-50 |
| Comercio (acento) | 750-1500 | 75-150 |
| Industrial | ||
| Bodega | 100-200 | 10-20 |
| Manufactura | 300-750 | 30-75 |
| Trabajo precisión | 750-1500 | 75-150 |
| Otros | ||
| Pasillos | 50-100 | 5-10 |
| Escaleras | 100-150 | 10-15 |
| Estacionamiento | 50-100 | 5-10 |
Cálculos Método de Lúmenes
Fórmula general
Número Lámparas = (E × A) / (Φ × CU × FM)
Donde:
- E = Iluminancia requerida (lux)
- A = Área (metros cuadrados)
- Φ = Lúmenes por lámpara
- CU = Coeficiente de Utilización (0.3-0.8)
- FM = Factor de Mantenimiento (0.6-0.9)
Coeficiente de Utilización (CU)
CU depende de:
- Dimensiones del local (Índice de Cavidad)
- Reflectancias de superficies
- Tipo y distribución de luminaria
Valores Típicos CU:
| Tipo Local | Reflectancias | CU |
|---|---|---|
| Oficina clara | Altas | 0.7-0.8 |
| Oficina estándar | Medias | 0.5-0.6 |
| Bodega | Bajas | 0.4-0.5 |
| Industrial | Muy bajas | 0.3-0.4 |
Factor de Mantenimiento (FM)
FM = FDSE × FDL × FB × FSL
Donde:
- FDSE = Factor Depreciación Suciedad Superficies (0.85-0.95)
- FDL = Factor Depreciación Lúmenes Lámpara (0.7-0.9)
- FB = Factor Balasto (0.85-1.0)
- FSL = Factor Supervivencia Lámpara (0.9-0.95)
Valores Típicos FM:
| Ambiente | FM |
|---|---|
| Oficina limpia | 0.8 |
| Comercial estándar | 0.7 |
| Industrial | 0.6 |
| Sucio/severo | 0.5 |
Datos Selección Lámparas
Eficacia Lámparas LED
| Tipo Lámpara | Lúmenes/Vatio | Lúmenes Típicos |
|---|---|---|
| LED A19 (equiv 60W) | 80-100 | 800-1000 lm |
| LED PAR38 | 70-90 | 1000-1500 lm |
| LED T8 1.2m | 130-150 | 2000-2400 lm |
| LED High Bay | 130-180 | 15,000-30,000 lm |
| LED Panel 60×60 | 100-130 | 4000-6000 lm |
Referencia Lámparas Tradicionales
| Tipo Lámpara | Vatios | Lúmenes | Eficacia |
|---|---|---|---|
| Incandescente | 60W | 800 lm | 13 lm/W |
| CFL | 13W | 800 lm | 62 lm/W |
| T8 Fluorescente | 32W | 2800 lm | 88 lm/W |
| T5 Fluorescente | 28W | 2900 lm | 103 lm/W |
| Haluro metálico | 400W | 36,000 lm | 90 lm/W |
Vatios por Metro Cuadrado
Estimación Requisitos Potencia
Vatios Totales = Área (m²) × Vatios por m²
Típicos W/m² (LED)
| Aplicación | W/m² |
|---|---|
| Residencia | 10-15 |
| Oficina | 8-12 |
| Comercio | 15-25 |
| Bodega | 5-10 |
| Industrial (general) | 10-20 |
| Industrial (detallado) | 20-35 |
| Aula | 10-15 |
| Hospital | 15-20 |
Ejemplos Resueltos
Ejemplo 1: Iluminación Oficina
Dado:
- Oficina: 20m × 15m = 300 m²
- Requerido: 500 lux
- Paneles LED: 4,500 lúmenes cada uno
- CU = 0.65, FM = 0.75
Solución:
N = (E × A) / (Φ × CU × FM)
N = (500 × 300) / (4,500 × 0.65 × 0.75)
N = 150,000 / 2,194
N = 68.4 → 70 luminarias
Distribución: 7 filas × 10 columnas = 70 paneles LED
Ejemplo 2: Iluminación Bodega
Dado:
- Bodega: 100m × 50m = 5,000 m²
- Requerido: 150 lux
- LED high bay: 20,000 lúmenes cada uno
- CU = 0.45, FM = 0.65
Solución:
N = (150 × 5,000) / (20,000 × 0.45 × 0.65)
N = 750,000 / 5,850
N = 128 luminarias
Distribución: 8 filas × 16 columnas = 128 high bays
Ejemplo 3: Lúmenes a Foot-candles
Dado: 400 lux en superficie de escritorio
Encontrar: Equivalente en foot-candles
Solución:
FC = Lux × 0.0929
FC = 400 × 0.0929
FC = 37.2 foot-candles
Ejemplo 4: Estimación Potencia
Dado:
- Local comercial: 400 m²
- Estimación: 20 W/m²
Solución:
Vatios Totales = 400 × 20 = 8,000 W = 8 kW
Con paneles LED 4,500 lúmenes a 40W cada uno:
Luminarias necesarias = 8,000 / 40 = 200 paneles
Guías Distribución Iluminación
Criterio de Espaciamiento
Espaciamiento máximo entre luminarias:
Espaciamiento ≤ 1.5 × Altura Montaje
Para iluminación uniforme:
Espaciamiento ≤ 1.0 × Altura Montaje
Fórmula Distribución en Cuadrícula
Filas = √(N × (Largo/Ancho))
Columnas = N / Filas
Ejemplo: 48 luminarias en local 30m × 20m
Filas = √(48 × (30/20)) = √72 = 8.5 → 8 filas
Columnas = 48 / 8 = 6 columnas
Espaciamiento a Muros
Distancia de muro a primera luminaria:
Distancia muro = Espaciamiento fila / 2
Métricas Eficiencia Energética
Densidad de Potencia de Iluminación (DPI)
DPI = Vatios Iluminación Total / Área
DPI objetivo para cumplimiento energético:
- Oficina: ≤10 W/m²
- Comercio: ≤14 W/m²
- Bodega: ≤5 W/m²
Cálculo de Eficacia
Eficacia (lm/W) = Lúmenes Totales / Vatios Totales
Objetivos modernos:
- LED general: >100 lm/W
- LED high bay: >130 lm/W
- LED panel: >110 lm/W
Errores Comunes a Evitar
| Error | Por Qué Está Mal | Enfoque Correcto |
|---|---|---|
| Ignorar factor mantenimiento | Sobreestima luz real | Usar FM 0.7-0.8 |
| Usar unidades incorrectas | Lux usa m², FC usa ft² | Convertir consistentemente |
| Olvidar CU | Subdimensiona sistema | Incluir eficiencia local |
| Lúmenes pico vs mantenidos | LED pierde salida | Usar lúmenes L70 |
Calculadoras Relacionadas
| Calculadora | Usar Cuando... |
|---|---|
| Calculadora Iluminación | Requisitos lúmenes |
| Calculadora Lux | Niveles iluminancia |
| Tabla Niveles Iluminacion | Objetivos lux/FC |
| Calculadora Costo Energía | Costos operación |
| Calculadora Ahorro LED | Análisis retrofit |
Resumen
Fórmulas Clave:
- Lúmenes: Lúmenes = Lux × Área (m²)
- Lámparas: N = (Lux × Área) / (Lúmenes × CU × FM)
- Lux a FC: FC = Lux × 0.0929
- Potencia: Vatios = Área × W/m²
Valores Típicos:
- Oficina: 300-500 lux, 8-12 W/m²
- Comercio: 300-750 lux, 15-25 W/m²
- Bodega: 100-200 lux, 5-10 W/m²
Preguntas Frecuentes
¿Cuántos lúmenes por metro cuadrado necesito?
Para oficina general: 300-500 lúmenes/m². Para comercio: 500-750 lúmenes/m². Para bodega: 100-250 lúmenes/m². Multiplique por área para obtener lúmenes totales.
¿Cuál es la diferencia entre lux y foot-candles?
Ambos miden iluminancia (luz que llega a superficie). Lux usa métrico (lúmenes/m²), foot-candles usa imperial (lúmenes/ft²). 1 FC = 10.764 lux.
¿Cómo calculo vatios por metro cuadrado?
Divida vataje total de iluminación entre área de piso. Para LED, valores típicos son 5-20 W/m² dependiendo de aplicación y niveles requeridos.
¿Qué es el coeficiente de utilización?
CU es el porcentaje de lúmenes de lámpara que llegan a superficie de trabajo. Depende de forma del local, colores de superficies y tipo de luminaria. Rango típico: 0.3-0.8.
¿Cómo considero la depreciación de luz?
Use Factor de Mantenimiento (FM) de 0.6-0.8 en cálculos. Esto considera envejecimiento de lámpara, acumulación de suciedad y ciclos de mantenimiento. FM menor para ambientes sucios.