Resumo das Grandezas Luminotécnicas e Índice de Reprodução de Cor

2 02092022 Instalações Elétricas e Hidrossanitárias Prediais Aula 3 Luminotécnica continuação 3 02092022 Grandezas luminotécnicas Resumo das grandezas luminotécnicas Grandezas luminotécnicas Símbolo Representação Definição Fluxo luminosa 𝜙 É a quantidade de luz emitida por uma fonte em todas as direções Intensidade luminosa 𝐼 É a quantidade de luz emitida em uma direção determinada sobre o ângulo sólido em que está sendo emitida Iluminância 𝐸 É a luz que incide em uma superfície 4 02092022 Grandezas luminotécnicas Resumo das grandezas luminotécnicas Grandezas luminotécnicas Símbolo Representação Definição Luminância 𝐿 É a luz refletida por uma superfície Eficiência luminosa 𝜂 É a relação dada pelo fluxo luminoso de uma fonte e sua potência 5 02092022 LUMINOTÉCNICA Fonte httpswwwpowerlumecombr 6 02092022 Índice de reprodução de cor IRC O IRC mede a percepção da cor pelo cérebro humano ou seja como percebemos as cores O IRC de uma fonte luminosa é estabelecida a partir de comparação entre a fonte de luz avaliada e outra referência que reproduza 100 das cores padrão oito cores A fonte de luz referência é a lâmpada incandescente já que ela tem um comportamento próximo do ideal Quanto maior o valor de IRC de uma fonte de luz melhor será a sua reprodução de cores 7 02092022 Índice de reprodução de cor IRC IRC 97 IRC 90 IRC 80 IRC 70 Figura 2 Percepção visual de uma maçã vista com quatro IRC diferentes Fonte luterled 8 02092022 Índice de reprodução de cor IRC Alto IRC Baixo IRC Figura 3 Duas fotografias do mesmo alimento com IRC diferentes Fonte ca2 9 02092022 Índice de reprodução de cor IRC A tabela 1 apresenta o IRC aproximado de alguns tipos de lâmpadas Lâmpada IRC Qualidade Incandescente comum 100 Excelente Halógena Fluorescente compacta 80 Boa Multivapor metálico Fluorescente tubular 60 Regular Mista Vapor de mercúrio 40 Ruim Vapor de sódio alta pressão 30 Vapor de sódio baixa pressão 20 Tabela 1 IRC de alguns tipo de lâmpadas Fonte adaptador de Niskier Julio 2021 10 02092022 Temperatura de cor O conceito de temperatura de cor está relacionado a um fenômeno físico conhecido como Lei de Plank Imaginamos uma peça no fogo Á temperatura ambiente a cor da peça é escura mas à medida que a sua temperatura aumenta a cor se altera tornandose cada vez mais clara até atingir o ponto de fusão As cores mais frias próximas do branco são as de maior temperatura As cores mais quentes avermelhadas são as menor temperatura 11 02092022 Temperatura de cor A temperatura a fonte luminosa influencia o fluxo luminoso e a sua cor de luz A filamento de tungstênio quando aquecido fornece diversas cores de luz dependendo da sua temperatura Quando aquecido até 2000 K fornece uma luz brancoavermelhado Quando aquecido a 3400 K é quase perfeitamente branca Quanto maior o valor da temperatura de cor mais uniforme o espetro luminoso e mais branca a luz 12 02092022 Temperatura de cor Observação A relação entre o fluxo luminoso e a temperatura de cor não implica necessariamente que quanto maior for a temperatura da luz maior será o fluxo luminoso Exemplo Uma lâmpada fluorescente de 30 W TLD Philips temperatura de cor igual a 6 250 K tem um fluxo luminoso de 2 000 lumens Uma outra lâmpada de 30 W Super 84 tem uma temperatura de cor de 4 100 K e um fluxo luminoso de 2 850 lumens 13 02092022 Temperatura de cor Qualificação de temperatura da cor Qualificação Temperatura K Característica Quente Até 3000 Realça os vermelhos e as cores derivadas Neutra 3000 a 4000 Realça as cores intermediárias Fria Acima de 4000 Realça os azuis e as cores derivadas 14 02092022 Luminárias Definição São dispositivos que contém as lâmpadas e as conecta ao espaço a ser iluminado A utilização de luminárias permite Proteger orientar ou concentrar o facho luminoso Distribuir a luz Reduzir a brilho e o ofuscamento Proporcionam um bom efeito decorativo 15 02092022 Luminárias Exigências práticas para uma luminária Servir de suporte de modo a proteger as lâmpadas Viabilizar o circuito de elétrico e de controle Evitar aumentos de temperatura Intensificar e gerenciar a distribuição da iluminação evitando perda luz Possibilitar manutenção e higiene das peças caso seja necessário 16 02092022 Luminárias Instalações de luminárias A forma como as luminárias são instaladas pode viabilizar ou inviabilizar as especificações de uma luminária e um projeto luminotécnico As luminárias podem ser instaladas de várias formas 17 02092022 Luminárias I Embutidas Grande parte do corpo da luminária ou até mesmo sua totalidade fica escondida Geralmente são instalados em ambientes com forros de gesso madeira ou outros materiais Mantêm uma borda de acabamento externa enquanto toda a estrutura de fixação da lâmpada fica sobre o forro A fixação é feita comumente utilizando presilhas com molas que fazem pressão contra o gesso 18 02092022 Luminárias Luminárias embutidas Figura 1 Exemplos de luminárias embutidas Fonte Certo engenharia GiedriusokShutterstockcom 19 02092022 Luminárias II Luminárias sobrepostas São instaladas externamente as paredes tetos ou pisos São presas sob o teto mantendo toda sua estrutura para baixo A sua instalação é bem mais simples que as embutidas pois não é necessário abrir o forro e a sua fixação é normalmente feita com parafusos fixados diretamente no teto 20 02092022 Luminárias II Luminárias sobrepostas Figura 2 Exemplos de luminárias sobrepostas Fonte Grupo AE 21 02092022 Luminárias III Pendentes São penduradas no teto por fios São utilizadas para realizar uma iluminação mais próxima do objeto iluminado A sua instalação é semelhante à das sobrepostas com a diferença da existência de cabos de afastamento entre o teto e a luminária 22 02092022 Luminárias III Pendentes Figura 3 Exemplo de luminárias pendentes Fonte Glight Gatot AdriShutterstockcom 23 02092022 Luminárias IV Luminárias de parede Como o nome diz são instaladas nas superfícies verticais São semelhantes às luminárias de sobrepor porém com a diferença de serem instaladas verticalmente e geralmente emitirem luz para cima e para baixo 24 02092022 Luminárias IV Luminárias de parede como o nome diz são instaladas nas superfícies verticais Figura 4 Exemplo de luminárias de parede Fonte Aladim iluminação WichitSShutterstockcom 25 02092022 Luminárias Observação A escolha de luminária ou aparelho de iluminação em um projeto luminotécnico deve atender a alguns fatores além dos já mencionados como Econômica Durabilidade Facilidade de manutenção Características do ambiente ou local a iluminar 26 02092022 Projeto de iluminação Definição Um projeto luminotécnico consiste em predeterminação da iluminância E necessária para a adequada realização de uma atividade ou tarefa em determinado ambiente levandose em consideração um plano de trabalho 27 02092022 Projeto de iluminação Etapas de um projeto e iluminação Escolher as lâmpadas e luminárias mais adequadas Calcular a quantidade de luminárias Distribuir e posicionar as lâmpadas no recinto Calcular a viabilidade econômico 28 02092022 Projeto de iluminação Dados básicos para o projeto As dimensões do local As cores das paredes e do teto A altura das mesas bancadas de trabalho ou máquinas a serem operadas 29 02092022 Projeto de iluminação Métodos para o cálculo de iluminação Existem vários métodos aplicados na elaboração de um projeto de iluminação de ambientes interiores e exteriores O método mais utilizados em projetos de iluminação de interiores é o Método dos Lumens Outro método muito utilizado para cálculo de iluminação é o Método Ponto a Ponto Método das intensidades luminosas 30 02092022 Projeto de iluminação Método dos Lumens NBR ISO 89952013 Esse método permite calcular a iluminação de interiores de forma rápida e com boa precisão São necessários a utilização consultas de tabelas de iluminâncias limitação de ofuscamento UGR e a qualidade de cor Ra recomendados ao tipo de ambiente tarefa ou atividade local NBR ISO 8995 A figura 5 é parte da Tabela 817 retirado da NBR ISSO 8995 31 02092022 Projeto de iluminação Figura 5 PLANEJAMENTO DOS AMBIENTES ÁREAS TAREFAS E ATIVIDADES COM A ESPECIFICAÇÃO DA ILUMINÂNCIA LIMITAÇÃO DE OFUSCAMENTO E QUALIDADE DA COR Fonte Retirado de NBR ISO 8995 32 02092022 Projeto de iluminação Método dos Lumens NBR ISO 89952013 O fluxo total para iluminar o plano útil de trabalho é dado por 𝐸 𝑆 𝑢 𝑑 Onde 𝑆 á𝑟𝑒𝑎 𝑑𝑜 𝑎𝑚𝑏𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑒𝑚 𝑚2 𝐸 𝑖𝑙𝑢𝑚𝑖𝑛â𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑜𝑢 𝑖𝑙𝑢𝑚𝑖𝑛𝑎𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜 𝑑𝑒𝑠𝑒𝑗𝑎𝑑𝑜 𝑒𝑚 𝑙𝑢𝑥 𝑢 𝑓𝑎𝑡𝑜𝑟 𝑑𝑒 𝑢𝑡𝑖𝑙𝑖𝑧𝑎çã𝑜 𝑑 𝑓𝑎𝑡𝑜𝑟 𝑑𝑒 𝑑𝑒𝑝𝑟𝑒𝑐𝑖𝑎çã𝑜 𝑒 𝑟𝑒𝑓𝑙𝑒𝑡â𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑑𝑜 𝑡𝑒𝑡𝑜 𝑒 𝑑𝑎𝑠 𝑝𝑎𝑟𝑒𝑑𝑒𝑠 33 02092022 Projeto de iluminação Coeficiente de utilização 𝒖 O coeficiente de utilização é sempre menor que 1 representa a razão entre o fluxo utilizado e o fluxo luminoso emitido pelas lâmpadas O coeficiente de utilização depende i do tido de luminária escolhida ii das dimensões do compartimento índice do local iii das cores das paredes e do teto fator de reflexão 34 02092022 Projeto de iluminação Índice local O valor de índice local é dado em tabela Para se encontrar o valor de índice local na tabela é preciso conhecer o tipo de iluminação direta ou indireta a largura o comprimento e a distância do chão ao foco luminoso do local que se pretende calcular o fluxo luminoso O índice local é expresso por letras compreendida entre A e J 35 02092022 Projeto de iluminação Fator de depreciação O fluxo luminoso emitido por um equipamento de iluminação decresce com o uso devido A diminuição do fluxo luminoso emitido pelas lâmpadas ao longo da vida útil delas A poeira e a sujeira que se depositam sobre os aparelhos e lâmpadas quando expostas A diminuição do poder refletor das paredes e do teto em consequência de seu escurecimento progressivo 36 02092022 Projeto de iluminação Coeficiente de utilização Fator de depreciação Figura 7 Tabela de coeficiente de utilização de aparelhos da GE Fonte Niskier Julio 2021 37 02092022 Projeto de iluminação Coeficiente de utilização Fator de depreciação Figura 8 Tabela de coeficiente de utilização de aparelhos da GE Fonte Niskier Julio 2021 38 02092022 Projeto de iluminação Fatores de reflexão refletância Cor Fator de reflexão Branco 75 a 85 Marfim 63 a 80 Creme 56 a 72 Amareloclaro 65 a 75 Marrom 17 a 41 Verdeclaro 50 a 65 Verde escuro 10 a 22 Azulclaro 50 a 60 Rosa 50 a 58 Vermelho 10 a 20 Cinzento 40 a 50 Tabela 1 Fatores de reflexão das diversas cores 39 02092022 Projeto de iluminação Fatores de reflexão refletância Cor Fator de reflexão Teto branco 75 Tato claro 50 Paredes brancas 50 Paredes claras 30 Paredes mediamente claras 10 Tabela 2 Fatores de reflexão das paredes e tetos 40 02092022 Projeto de iluminação Determinação de número de luminárias 𝒏 Primeiro o projetista escolhe o tipo de luminária e o número de lâmpadas O fluxo luminoso de cada lâmpada ou das lâmpadas de cada luminária já é conhecida O número de lâmpadas 𝑛 é obtido dividindo o fluxo total necessário 𝑡 pelo fluxo luminoso de cada luminária 𝜑 ou seja 𝑛 𝑡 𝜑 41 02092022 Projeto de iluminação Exemplo 1 Projetar a iluminação de uma sala de escritório de trabalho comum com 14 m de comprimento por 9 m de largura e 310 m de pédireito O teto e as paredes são pintadas de cor creme 42 02092022 Projeto de iluminação Exemplo 1 Nível de iluminância para escritório comum Tabela 3 Índice de iluminação de escritórios 43 02092022 Projeto de iluminação Solução do exercício 1 Índice de iluminamento Consultando a tabela 3 𝐸𝑚𝑎𝑥 500 𝑙𝑢𝑥 44 02092022 Projeto de iluminação Escolha das luminárias Caraterísticas da luminária escolhida possui quatro lâmpadas fluorescentes de 40W luminária simples com difusor plástico 45 02092022 Projeto de iluminação Área do local 𝑆 14 9 126𝑚² 46 02092022 Projeto de iluminação Fator de depreciação 𝒅 correspondente à luminária 𝑑 070 Índice local 𝑙𝑎𝑟𝑔𝑢𝑟𝑎 𝑎 90𝑚 𝑐𝑜𝑚𝑝𝑟𝑖𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜 𝑏 140𝑚 𝑑𝑖𝑠𝑡â𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑑𝑜 𝑎𝑝𝑎𝑟𝑒𝑙ℎ𝑜 𝑎𝑜 𝑐ℎã𝑜 ℎ 310𝑚 Consultando a tabela de índice local luz incide diretamente obtemos 𝐷 47 02092022 Projeto de iluminação Tabela de fator de índice local 48 02092022 Projeto de iluminação Coeficiente de utilização Teto branco refletância de 75 Paredes claras refletância de 30 Índice local D Consultando a tabela da luminária com essas informações obtemos o coeficiente de utilização 𝑢 036 49 02092022 Projeto de iluminação Coeficiente de utilização 50 02092022 Projeto de iluminação Fluxo luminoso total 𝑬 𝑺 𝒖 𝒅 𝟓𝟎𝟎 𝟏𝟐𝟔 𝟎 𝟑𝟔 𝟎 𝟕𝟎 𝟐𝟓𝟎 𝟎𝟎𝟎 𝒍𝒎 A luminária escolhida tem quatro lâmpadas de 40W cada O fluxo luminoso de cada lâmpada é de 2700 𝑙𝑚 Fluxo total de cada luminária 𝜑 4 2700 10800𝑙𝑚 Número de luminárias 𝑛 𝜑 250000 10800 2314 𝑜𝑢 𝑠𝑒𝑗𝑎 𝟐𝟒 𝒍𝒖𝒎𝒊𝒏á𝒓𝒊𝒂𝒔 51 02092022 Projeto de iluminação Dados típicos de lâmpadas fluorescentes 52 02092022 Projeto de iluminação Distribuição das luminárias Figura Distribuição de luminárias em um ambiente Fonte Luminance Optimization in Closed Environments by Simulated Annealing 𝑥 𝑑𝑖𝑠𝑡â𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑒𝑛𝑡𝑟𝑒 𝑜𝑠 𝑝𝑜𝑛𝑡𝑜𝑠 𝑑𝑒 𝑙𝑢𝑧 𝑙 𝑐𝑜𝑚𝑝𝑟𝑖𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑑𝑎 á𝑟𝑒𝑎 𝑛 𝑛ú𝑚𝑒𝑟𝑜 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝑙𝑢𝑚𝑖𝑛á𝑟𝑖𝑎𝑠 𝑑 𝑑𝑖𝑠𝑡â𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑒𝑛𝑡𝑟𝑒 𝑎 𝑙𝑢𝑚𝑖𝑛á𝑟𝑖𝑎 𝑒 𝑎 𝑝𝑎𝑟𝑒𝑑𝑒 𝑥 𝑙 𝑛 𝑑 𝑥 2 A distância entre as luminárias devem ser o dobro da distância entre estas e as paredes laterais 53 02092022 Projeto de iluminação Distribuição das luminárias 𝑥 𝑑𝑖𝑠𝑡â𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑒𝑛𝑡𝑟𝑒 𝑜𝑠 𝑝𝑜𝑛𝑡𝑜𝑠 𝑑𝑒 𝑙𝑢𝑧 𝑙 𝑐𝑜𝑚𝑝𝑟𝑖𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑑𝑎 á𝑟𝑒𝑎 𝑛 𝑛ú𝑚𝑒𝑟𝑜 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝑙𝑢𝑚𝑖𝑛á𝑟𝑖𝑎𝑠 𝑑 𝑑𝑖𝑠𝑡â𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑒𝑛𝑡𝑟𝑒 𝑎 𝑙𝑢𝑚𝑖𝑛á𝑟𝑖𝑎 𝑒 𝑎 𝑝𝑎𝑟𝑒𝑑𝑒 𝑥 140 8 175𝑚 𝑑 175 2 0875𝑚 comprimento 𝑦 90 3 3𝑚 𝑑 30 2 15𝑚 largura A distância entre as luminárias devem ser o dobro da distância entre estas e as paredes laterais 54 02092022 Projeto de iluminação Distribuição das luminárias 140 m 90 m 175 m 0875 m 30 m 15 m 55 02092022 Projeto de iluminação Iluminação pelo Método de Ponto a Ponto O Método de Ponto a Ponto é utilizado quando as dimensões das fontes luminosas são pequenas em relação ao plano que deve ser iluminado O Método de Ponto a Ponto permite calcular o iluminamento de um ponto de uma superfície situada a uma distância 𝑑 de uma fonte luminosa puntiforme 56 02092022 Projeto de iluminação Iluminação pelo Método de Ponto a Ponto O iluminamento varia inversamente com o quadrado da distância 𝒅 do ponto iluminado ao foco luminoso 𝐸 𝐼 𝑑2 𝐼 ℎ2 Onde 𝐼 𝑖𝑛𝑡𝑒𝑛𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒 𝑙𝑢𝑚𝑖𝑛𝑜𝑠𝑎 𝑒𝑚 𝑐𝑎𝑛𝑑𝑒𝑙𝑎𝑠 𝑑 𝑑𝑖𝑠𝑡â𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑑𝑜 𝑓𝑜𝑐𝑜𝑐 𝑎𝑜 𝑝𝑜𝑛𝑡𝑜 𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜𝑠 𝐸 𝑖𝑙𝑢𝑚𝑖𝑛𝑎𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜 𝑙𝑢𝑥 57 02092022 Projeto de iluminação Iluminação pelo Método de Ponto a Ponto Figura Influência do ângulo de incidência na intensidade luminosa ℎ 𝑑 𝑐𝑜𝑠 𝑙 𝑑 𝑠𝑒𝑛 𝑙 ℎ 𝑑 𝑠𝑒𝑛 𝑑 𝑐𝑜𝑠 𝑙 ℎ 𝑡𝑎𝑛𝑔 𝑎𝑟𝑐𝑡𝑎𝑛 𝑙 ℎ 58 02092022 Projeto de iluminação Iluminação pelo Método de Ponto a Ponto Iluminamento do plano horizontal 𝐸ℎ 𝐼 𝑑2 𝑐𝑜𝑠 𝐼 𝑐𝑜𝑠3 ℎ2 Iluminamento do plano vertical 𝐸ℎ 𝐼 𝑑2 𝑠𝑒𝑛 𝐼 𝑠𝑒𝑛3 ℎ2 59 02092022 Projeto de iluminação Diagramas Fotométricas Os fabricantes das lâmpadas e luminárias fornecem gráficos com as informações especificas das intensidades luminosas expressas em candela por 1000 lumens de acordo com os ângulos de incidência 60 02092022 Projeto de iluminação Exemplo de Diagramas Fotométricas ou Curvas de Intensidade Luminosa Figura Exemplo de curvas de distribuição da intensidade luminosa 61 02092022 Projeto de iluminação Exemplo Considere a lâmpada de vapor de mercúrio HPLN de 400W e a sua curva fotométrica mostrada na figura a seguir Qual é a intensidade luminosa da lâmpada para os ângulos de incidência 50 e que se encontre a uma altura de 6 metros 62 02092022 Projeto de iluminação Figura Curva fotométrica da lâmpada de vapor de mercúrio HPLN de 400W 63 02092022 Projeto de iluminação Solução Para 50 𝑎 𝑖𝑛𝑡𝑒𝑛𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒 𝑙𝑢𝑚𝑖𝑛𝑜𝑠𝑎 𝑝𝑎𝑟𝑎 1000 𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛𝑠 142 𝑐𝑎𝑛𝑑𝑒𝑙𝑎𝑠 𝐸ℎ 𝐼 𝑑2 𝑐𝑜𝑠 142𝑐𝑜𝑠350 62 104 l ux