Luminotécnica - Método dos Lumens para Iluminação Interna

22032023 1 Universidade Federal da Paraíba UFPB Centro de Energias Alternativas e Renováveis CEAR Departamento de Engenharia Elétrica DEE INSTALAÇÕES ELÉTRICAS E PREDIAIS Prof Felipe V Lopes D Sc 1 João Pessoa 2023 Unidade 2 LUMINOTÉCNICA Aula 5 2 22032023 2 Na Última Aula 3 Prof Felipe Lopes DSc Fluxo Luminoso lm Intensidade luminosa cd Curva de distribuição luminosa Iluminância lx Índice de reprodução de cor Temperatura das cores Na Aula de Hoje 4 Método dos lumens Norma Passo a passo Exemplo Prof Felipe Lopes DSc 22032023 3 Luminotécnica 5 Métodos de Cálculo de Iluminação Prof Felipe Lopes DSc Objetivo o Determinar o número de luminárias necessárias para produzir determinado iluminamento Métodos Norma ABNT NBRISOCIE 89951 Iluminação de ambientes de trabalho Parte 1 Interior Carga mínima exigida por norma dos lumens Ponto por ponto Luminotécnica 6 Métodos de Cálculo de Iluminação Prof Felipe Lopes DSc 22032023 4 Alto Baixo Norma Antes 7 Prof Felipe Lopes DSc Norma Atualmente 8 Prof Felipe Lopes DSc continua 22032023 5 Luminotécnica 9 Método dos Lumens Prof Felipe Lopes DSc Um projeto luminotécnico pode ser descrito Escolha da lâmpada e da luminária mais adequada Cálculo da quantidade de luminárias Disposição das luminárias Cálculo da viabilidade econômica O desenvolvimento de um projeto exige uma metodologia para se estabelecer uma sequência lógica dos cálculos Luminotécnica 10 Método dos Lumens Prof Felipe Lopes DSc O método dos lumens é um dos métodos mais utilizados para o projeto e dimensionamento de sistemas de iluminação interna Método apresentado em 1950 na edição da Westinghouse Lightning Handbook 22032023 6 Luminotécnica 11 Método dos Lumens Prof Felipe Lopes DSc 1 Seleção da iluminância 2 Escolha da luminária 3 Determinação do índice do local dimensões físicas 4 Determinação do coeficiente de utilização 5 Determinação do fator de depreciação 6 Fluxo luminoso total 7 Número de luminárias 8 Espaçamento entre as luminárias Luminotécnica 12 Método dos Lumens Prof Felipe Lopes DSc 1 Seleção da iluminância 2 Escolha da luminária Depende do objetivo da instalação comercial industrial residencial fatores econômicos decoração facilidade de manutenção etc 22032023 7 Luminotécnica 13 Método dos Lumens Prof Felipe Lopes DSc 3 Determinação do índice do local 𝒌 Este índice leva em consideração as dimensões do recinto comprimento 𝑐 largura ℓ e altura da montagem ℎ𝑚 altura da luminária em relação ao plano de trabalho 4 Determinação do coeficiente de utilização Relaciona o fluxo luminoso inicial emitido pela luminária fluxo total e o fluxo recebido no plano de trabalho fluxo útil Depende das dimensões do local da cor do teto das paredes do piso e do acabamento das luminárias 𝑘 𝑐 ℓ ℎ𝑚 𝑐 ℓ Luminotécnica 14 Método dos Lumens Prof Felipe Lopes DSc 4 Determinação do coeficiente de utilização Uma refletância 751 indica Teto é branco Parede é clara Piso é escuro 22032023 8 Luminotécnica 15 Método dos Lumens Prof Felipe Lopes DSc Luminotécnica 16 Método dos Lumens Prof Felipe Lopes DSc 5 Determinação do fator de depreciação fator de manutenção Relaciona o fluxo emitido pela luminária no fim do período de manutenção e o fluxo luminoso inicial da mesma 6 Fluxo luminoso total ɸ 𝑆 𝐸 𝑢 𝑑 𝑺 é a área do recinto 𝑬 é a iluminância 𝒖 é o fator de utilização 𝒅 é o fator de depreciação 22032023 9 Luminotécnica 17 Método dos Lumens Prof Felipe Lopes DSc 7 Número de luminárias 8 Espaçamento entre luminárias 𝑛 ɸ 𝜑 𝒏 é o número de luminárias ɸ é fluxo luminoso total 𝜑 é o fluxo luminoso por luminária Luminotécnica 18 Método dos Lumens Prof Felipe Lopes DSc Sua finalidade é calcular o valor médio em serviço da iluminação de um local dotado de iluminação geral distribuída Com o emprego do método dos lumens obtémse informações referentes à iluminação geral distribuída para um plano de trabalho horizontal que ocupa toda a área do ambiente 22032023 10 Luminotécnica 19 Método dos Lumens Prof Felipe Lopes DSc A aplicação do método compreende um processo interativo cujo número de interações é inversamente proporcional à experiência do projetista Luminotécnica 20 Método dos Lumens Prof Felipe Lopes DSc Os tipos de iluminação nos indicam como se distribui a iluminação nas áreas iluminadas Conforme o grau de uniformidade desejado temse basicamente três casos 22032023 11 Luminotécnica 21 Método dos Lumens Prof Felipe Lopes DSc A iluminação geral distribuída proporciona uma iluminação razoavelmente uniforme sobre toda a área iluminada O campo de trabalho é tomado com sendo um plano horizontal a 075 m do piso O método dos lumens é próprio para o dimensionamento da iluminação geral distribuída Luminotécnica 22 Método dos Lumens Prof Felipe Lopes DSc A iluminação geral localizada proporciona uma distribuição não uniforme da luz de maneira que esta se concentra sobre as áreas de trabalho O método dos lumens não é próprio para o dimensionamento da iluminação geral localizada 22032023 12 Luminotécnica 23 Método dos Lumens Prof Felipe Lopes DSc Empregase a iluminação geral distribuída complementada por iluminação de tarefa quando é necessário uma iluminação suplementar próximo às tarefas visuais para a realização de trabalhos específicos O método dos lumens não é próprio para o dimensionamento da iluminação geral distribuída complementada por iluminação de tarefa Luminotécnica 24 Exemplo Prof Felipe Lopes DSc Realizar o dimensionamento da iluminação geral distribuída de um ambiente que apresenta as seguintes especificações Comprimento 80 m Largura 60 m Altura 275 m Altura do plano de trabalho em relação ao piso 075 m Refletância do teto 70 Refletância das paredes 30 Refletância do piso 10 Nível de iluminamento estipulado 500 lux 22032023 13 Luminotécnica 25 Exemplo Prof Felipe Lopes DSc Realizar o dimensionamento da iluminação geral distribuída de um ambiente que apresenta as seguintes especificações Luminária utilizada luminária de embutir em chapa de aço protegida contra ferrugem com pintura eletrostática em epóxi pó na cor branca Ref Indelpa BNI 512 2x32W Lâmpada utilizada fluorescente 32 W com fluxo luminoso de 2700 lm IRC 85 e 4000K Ref Philips TLDRS32WS8425 Reator eletrônico 2x32W 127220V 5060 Hz partida instantânea fator de fluxo luminoso 1 fator de potência 099 atrasado THD 10 Total Harmonic Distortion Ref Indelpa REV 232 Luminotécnica 26 Exemplo Prof Felipe Lopes DSc Dados da luminária 22032023 14 Luminotécnica 27 Exemplo Prof Felipe Lopes DSc 1 Seleção da iluminância 2 Escolha da luminária 3 Determinação do índice do local dimensões físicas 4 Determinação do coeficiente de utilização 5 Determinação do fator de depreciação 6 Fluxo luminoso total 7 Número de luminárias 8 Espaçamento entre as luminárias OK OK Luminotécnica 28 Exemplo Prof Felipe Lopes DSc 3 Determinação do índice do local dimensões físicas 4 Determinação do coeficiente de utilização 𝑘 𝑐 ℓ ℎ𝑚 𝑐 ℓ 𝑘 8 6 2 8 6 171 Refletância do teto 7 Refletância da parede 3 Refletância do piso 1 731 Por interpolação 𝒖 𝟎 𝟔𝟐 22032023 15 Luminotécnica 29 Exemplo Prof Felipe Lopes DSc 1 Seleção da iluminância 2 Escolha da luminária 3 Determinação do índice do local dimensões físicas 4 Determinação do coeficiente de utilização 5 Determinação do fator de depreciação 6 Fluxo luminoso total 7 Número de luminárias 8 Espaçamento entre as luminárias OK OK OK OK Luminotécnica 30 Exemplo Prof Felipe Lopes DSc 5 Determinação do fator de depreciação Com o tempo paredes e tetos ficarão sujos os equipamentos de iluminação acumularão poeira e as lâmpadas fornecerão menor quantidade de luz 22032023 16 Luminotécnica 31 Exemplo Prof Felipe Lopes DSc 6 Fluxo luminoso total Fluxo luminoso por luminária Fluxo luminoso total 𝜑 𝜑𝑛𝑜𝑚𝑖𝑛𝑎𝑙 𝑁𝑙â𝑚𝑝𝑎𝑑𝑎𝑠 𝐹𝑅 𝑭𝑹 é o fator de fluxo luminoso do reator utilizado 𝜑 2700 2 1 5400 lm ɸ 𝑆 𝐸 𝑢 𝑑 ɸ 8 6 500 062 080 4838709 lm Luminotécnica 32 Exemplo Prof Felipe Lopes DSc 7 Número de luminárias 𝑛 ɸ 𝜑 𝑛 4838709 5400 896 𝑛 9 luminárias 22032023 17 Luminotécnica 33 Exemplo Prof Felipe Lopes DSc 1 Seleção da iluminância 2 Escolha da luminária 3 Determinação do índice do local dimensões físicas 4 Determinação do coeficiente de utilização 5 Determinação do fator de depreciação 6 Fluxo luminoso total 7 Número de luminárias 8 Espaçamento entre as luminárias OK OK OK OK OK OK OK Luminotécnica 34 Exemplo Prof Felipe Lopes DSc 8 Distribuição das luminárias Uma vez calculado o número de luminárias devemos proceder com distribuição delas sobre uma planta local Em locais de planta retangular as luminárias se distribuem de forma uniforme em filas paralelas aos eixos de simetria do local A distância máxima de separação entre as luminárias dependerá do ângulo de abertura do facho de luz e da altura das luminárias em relação ao plano de trabalho Quanto mais aberto seja o facho de luz e maior a altura da luminária mais superfície ela iluminará embora seja menor a iluminância resultante no plano de trabalho O afastamento da primeira luminária até a parede precisa ser menor que o afastamento entre as luminárias Normalmente a distância de uma luminária à parede é metade da distância entre as luminárias na mesma direção 22032023 18 Luminotécnica 35 Exemplo Prof Felipe Lopes DSc Luminotécnica 36 Exemplo Prof Felipe Lopes DSc 8 Distribuição das luminárias De uma forma geral para a maioria das luminárias e condições de locais obtémse uma distribuição de luz satisfatória com um espaçamento das luminárias igual ou inferior a 15 vezes a distância entre as luminárias e o plano de trabalho 𝑒𝑠𝑝𝑎ç𝑎𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜𝑚á𝑥𝑖𝑚𝑜 15 ℎ 22032023 19 Luminotécnica 37 Adequação dos Resultados ao Projeto Prof Felipe Lopes DSc Se a quantidade de luminárias resultantes do cálculo não for compatível com sua distribuição desejada recomendase sempre o acréscimo de luminárias e não a eliminação para que não haja prejuízo do nível de iluminância desejado Cálculo de Controle Definida a quantidade de luminárias desejada podese calcular exatamente a iluminância média 𝐸𝑚 𝜑𝑙𝑢𝑚𝑖𝑛á𝑟𝑖𝑎 𝑁𝑙𝑢𝑚𝑖𝑛á𝑟𝑖𝑎𝑠 𝑢 𝑑 𝑐 ℓ Luminotécnica 38 Adequação dos Resultados ao Projeto Prof Felipe Lopes DSc No caso do nosso exemplo 10 luminárias ao invés de 9 possibilitam uma distribuição harmoniosa no local dispostas em duas filas de 5 luminárias 22032023 20 Luminotécnica 39 Adequação dos Resultados ao Projeto Prof Felipe Lopes DSc Cálculo de Controle Definida a quantidade de luminárias desejada podese calcular exatamente a iluminância média 𝐸𝑚 𝜑𝑙𝑢𝑚𝑖𝑛á𝑟𝑖𝑎 𝑁𝑙𝑢𝑚𝑖𝑛á𝑟𝑖𝑎𝑠 𝑢 𝑑 𝑐 ℓ 𝐸𝑚 5400 10 062 080 8 6 𝐸𝑚 558 𝑙𝑢𝑥 Luminotécnica 40 Adequação dos Resultados ao Projeto Prof Felipe Lopes DSc 1 Seleção da iluminância 2 Escolha da luminária 3 Determinação do índice do local dimensões físicas 4 Determinação do coeficiente de utilização 5 Determinação do fator de depreciação 6 Fluxo luminoso total 7 Número de luminárias 8 Espaçamento entre as luminárias OK OK OK OK OK OK OK OK 22032023 21 Luminotécnica 41 Adequação dos Resultados ao Projeto Prof Felipe Lopes DSc Para demonstrar que o dimensionamento pelo método dos lumens não assegura a ocorrência da iluminância mínima em todo o plano de trabalho que no caso do nosso exemplo é de 500 lux observamos a distribuição de iluminâncias produzida por um programa de cálculo de iluminação para as mesmas condições do exemplo Luminotécnica 42 Adequação dos Resultados ao Projeto Prof Felipe Lopes DSc E se tivéssemos escolhido 9 luminárias 22032023 22 Norma Atualmente 43 Prof Felipe Lopes DSc Reprodução de Cor 44 Prof Felipe Lopes DSc 22032023 23 Reprodução de Cor 45 Prof Felipe Lopes DSc O IRC pode ser consultado no catálogo da lâmpada Índice de Ofuscamento Unificado UGR 46 Prof Felipe Lopes DSc O Índice de Ofuscamento Unificado UGR em inglês foi criado para determinar um parâmetro de cálculo e controle do desconforto causado pelo ofuscamento Relaciona a luminância cdm² do fundo background Lb a luminância cdm² no campo de visão do observador L o ângulo sólido da parte luminosa de cada luminária junto ao olho do observador esferorradiano ω e finalmente o índice de posição Guth de cada luminária individualmente relacionado ao seu deslocamento a partir da linha de visão p 22032023 24 Índice de Ofuscamento Unificado UGR 47 Prof Felipe Lopes DSc Vários métodos de cálculo mas sugerimos o tabular Disponibilizado pelos fabricantes Exemplo UGR da luminária TRB 4x14W Escritório com as dimensões C x L x A 16 x 8 x 32m Índices de reflexão de 70 50 e 20 teto parede e piso respectivamente Passo 1 Calcular o H que será a diferença entre altura entre os olhos do usuário 120m no exemplo e a luminária embutida no forro portanto a 32 m de altura H 32 12 2 m Índice de Ofuscamento Unificado UGR 48 Prof Felipe Lopes DSc Vários métodos de cálculo mas sugerimos o tabular Disponibilizado pelos fabricantes Exemplo UGR da luminária TRB 4x14W Escritório com as dimensões C x L x A 16 x 8 x 32m Índices de reflexão de 70 50 e 20 teto parede e piso respectivamente Passo 2 Demais dimensões relativas ao H Largura 8 m H2 m 4H Comprimento 16 m H2 m 8H Transv UGR 166 Longit UGR 163 22032023 25 Prof Felipe V Lopes D Sc 49 João Pessoa 2023 Universidade Federal da Paraíba UFPB Centro de Energias Alternativas e Renováveis CEAR Departamento de Engenharia Elétrica DEE DÚVIDAS