LUMINOTCNICA - 1 LUMINOTCNICA 1.GENERALIDADES Conforto a interpretao de estmulos objetivos, fsicos e facilmente quantificveis, por meio de respostas fisiolgicas (sensaes) e de emoes, com carter subjetivo e de difcil avaliao. Figura 1 O conceito de conforto: resposta fisiolgica a estmulos ambientais Figura 2 O conceito de conforto: sensaes e emoes subjetivas Iluminao (Objetivos) | Conforto Luminoso |Qualidade + Custo 2.LMPADAS ELTRICAS Enxergamos os corpos pela luz que emitem. ( )( )o Transmitid ou Refletido Luminoso Fluxo s SecundariaLMPADAS s ArtificiaiNaturaisPrprio Luminoso Fluxo PrimriasLuz de Fontes LUMINOTCNICA - 2 = = Sdio de Vapor a LmpadasMetlico Vapor a LmpadasMercrio de Vapor a LmpadasMista Luzde LmpadasPresso Alta de Sdio de Vapor a LmpadasetcRefletorasNegra Luz ColoridasIntegradas - NoIntegradasCompactasCircularesLinearesTubularestes Fluorescen LmpadasPresso Baixa deDescarga delho Infraverme LmpadasDicrico Refletor com(Palito) Contato DuploHalgenas LmpadasEspelhadas ou s /Defletora Refletoras Lmpadass Decorativa Lmpadass Especfica LmpadasStandart Comuns Geral Uso para Lmpadasntes IncandesceEltricas Lmpadas ( ) = vapores ou gases de mistura gs, um de atravs eltrica corrente da Passagem Descarga deI R P Joule Efeito ntes IncandesceLmpadas: nto Funcioname de Princpio2 2.1. Lmpadas Eltricas Incandescentes Aslmpadasincandescentesconstambasicamentedeumfilamentoespiraladouma, duasou trsvezes,quelevadoincandescnciapelapassagemdecorrenteeltrica(efeito Joule).Suaoxidaoevitadapelapresenadegsinerteouvcuodentrodobulboque contm o filamento. 2.1.1.Lmpadas para uso geral LUMINOTCNICA - 3 Figura 3 Partes componentes de uma lmpada incandescente para iluminao geral 2.1.2.Lmpadas Halgenas ( )( )( )( )==Halgenas para dor Transforma : Auxiliar o Equipament V 12 Tenso DicricasProtetor Vidro com Fechadas Luminrias V 220 ou 127 Tenso (Palito) Contato DuploHalgenas Lmpadas Figura 4 Lmpada halgena duplo contato (palito) Figura 5 Lmpada halgena dicrica Ofuncionamentodalmpadahalgenasemelhanteaodeumalmpada incandescentecomum,tendocomocaractersticaociclohalgeno,cujafinalidade regenerar o filamento. O ciclo halgeno se processa da seguinte forma: (Vcuo ou Gs Inerte de Enchimento (N / Ar / Kr)) (Tungstnio) Espiralado(Vidro) Opaco / Transparente(Elemento de ligao mecnica e eltrica ao receptculo) LUMINOTCNICA - 4 1.A lmpada acesa. 2.Ociclohalgenopermitetrabalharcomtemperaturasmaiselevadas(2.800C)no filamento de tungstnio. 3.Ocorre a volatizao do tungstnio e as partculas procuram as partes mais frias. 4.Aspartculas,queseencontramnumaregiocujatemperaturaestemtornode 250C,combinam-secom ohalognio,formandoohaleto,iodeto oubrometo detungstnio, conforme o gs que existe internamente. 5.Oiodeto,naformadegs,acompanhaacorrentedeconvecointernadalmpada, retornandoaofilamento.Nessemomento,comadeposiodogsdeiodetoeaspartculas de tungstnio no filamento, ocorre a liberao do gs de halognio. 6.Reincio do ciclo. 2.1.3.Outras lmpadas incandescentes Podemosencontrarlmpadasincandescentesdecorativas,refletoras/defletorasou espelhadas, cada qual com uma aplicao especfica. 2.1.4.Lmpadas Infravermelho As lmpadas infravermelho tm como caracterstica fundamental emitir uma radiao queseencontranafaixadeondascurtasdaradiaoinfravermelho,cujocomprimentode onda varia de 780 a 1400 nm. Aemissodeluz,ouseja,aradiaocomcomprimentodeondamenordoque750 nm,compreendeapenasumapequenapartedaenergiatotal,demaneiraquealmpada produz um pequeno fluxo de luz visvel. Essas lmpadas caracterizam-se por: -Alto coeficiente de reflexo, graas ao espelho interno de alumnio. -Altorendimento,devidoqualidadedovidroeaplicaodoespelhointerno, proporcionando uma alta eficincia, dispensando equipamentos adicionais. -Pequanas dimenses de dimetro e comprimento. Precauo: Torna-se conveniente a instalao de receptculo de porcelana de boa qualidade, em face das temperaturas de trabalho. Aplicaes: -Indstrias grficas na secagem de tintas. LUMINOTCNICA - 5 -Indstrias automobilsticas na secagem de tinta base de laca, esmalte e verniz. -Na criao de animais como pintos, porcos e bezerros, aquecendo o ambiente. -Indstrias txteis, na evaporao dos componentes volteis. -Ampla aplicao como secagem nas indstrias de couro, tabaco, etc. -Outras aplicaes industriais. 2.2. Lmpadas de Descarga de Baixa Presso Naslmpadasdenominadasdedescarga,aenergiaemitidasobaformade radiao, queprovoca uma excitao degases ou vapores metlicos, devido tenso eltrica entre eletrodos especiais. Aradiao,queseestendedafaixadoultravioletaatadoinfravermelho,passando peloespectroluminoso,depende,entreoutrosfatores,dapressointernadalmpada,da natureza do gs ou da presena de partculas metlicas ou halgenas no interior do tubo. 2.2.1.Lmpadas Fluorescentes Fluorescncia definida como sendo a propriedade que tem um material de se auto-iluminar quando sob a ao de uma energia radiante, como o ultravioleta, ou o raio X. 2.2.1.1. Lmpadas Fluorescentes Tubulares Consistemdeumbulbocilndricodevidro,tendoemsuasextremidadeseletrodos metlicosdetungstnio(ctodos),porondecirculacorrenteeltrica.Emseuinteriorexiste vapor de mercrio ou argnio a baixa presso e as paredes internas do tubo so pintadas com materias fluorescentes, conhecidos como cristais de fsforo. Basicamente, podemos resumir o funcionamento da lmpada fluorescente da seguinte forma: -o circuito energizado. -os eltrons abandonam os ctodos: vagarosamente nos circuitos convencionais. rapidamente nos circuitos de partida rpida. -a tenso entre os ctodos atrai os eltrons LUMINOTCNICA - 6 -os eltrons em excesso ionizam o gs de enchimento, reduzindo a resistncia do tubo, o arco salta. -o fluxo de eltrons no arco excita os eltrons nos tomos de mercrio, eles mudam de rbita, dando lugar radiao. -a radiao da coliso de eltrons absorvida pelo p fluorescente, causando a luminescncia. Figura 6 Lmpada fluorescente tubular ( )( )( )( )+ + ++ +Reator Lmpada a Instantne Partida Frio Ctodo deReator Lmpada a Instantne Partida o Aqueciment - Pr semRpida Partida Reator Lmpada Rpida Partida Starter alConvencion Reator Lmpada al Convencion Partidao Aqueciment - Pr comQuente Ctodo detes Fluorescen Lmpadas Parafuncionamentodalmpada,soindispensveisdoisequipamentosauxiliares: starter e reator. O starter um dispositivo usado na partida que emprega o princpio do bimetal, isto , dois metais em forma de lmina com coeficientes de dilatao diferentes. A lmina bimetlica constitui o contato mvel, havendo outro contato que fixo. Comoparteintegrantedostarter,temosumcondensadorligadoemparalelocomo interruptor; sua funo evitar interferncia em aparelhos de rdio. Oreatorumabobinacomncleodeferroligadaemsrieetemduplafuno: produzir a sobretenso e limitar a corrente. LUMINOTCNICA - 7 Figura 7 Sistemas de lmpadas fluorescentes de ctodo quente com pr-aquecimento Figura 8 Circuito convencional bsico Funcionamento s EletrnicoDuplosSimplesRpida Partida deDuplosSimplesais Convencion ou Comunsticos Eletromagntes Fluorescen Lmpadas para Reatores 2.2.1.2. Lmpadas Fluorescentes Compactas ( )( )( )+Reator Lmpada o Incorporad Starter Integradas - Noo Incorporad tico Eletromagn Reator IntegradasCompactas tes Fluorescen Lmpadas Figura 9 Lmpada fluorescente compacta 2.2.1.3. Outros tipos de lmpadas fluorescentes LUMINOTCNICA - 8 Almdaslmpadasfluorescentesacima,deaplicaesmaisdiversasexistemalguns tipos para uso especfico, dentre as quais citaremos: a)Lmpadas Fluorescentes Coloridas b)Lmpadas Fluorescentes Luz Negra c)Lmpadas Fluorescentes Refletoras d)Lmpadas Fluorescentes para Aqurios e)Lmpadas Fluorescentes de Induo f)Lmpadas de Nen 2.2.2.Lmpadas Vapor de Sdio de Baixa Presso Solmpadasquepossuemumtubodedescarga,contendosdiosobbaixapresso (algunsN/m2)queevaporaa98C,eumamisturadegasesinertes(nenioeargnio)auma presso de centenas de N/m2, para obter a tenso de ignio baixa. Almpadadevapordesdiodebaixapressocaracterizadaporsuaradiao monocromtica, alta eficincia luminosa (200 lm/W) e longa vida. 2.3. Lmpadas Fluorescentes de Alta Presso 2.3.1.Lmpadas de luz mista Almpadadeluzmistacompostadeumtubodedescargaavapordemercrio, conectadoemsriecomumfilamentodetungstnio,ambosencapsuladosporumbulbo oviderecobertointernamentecomumacamadadefosfatodetriovanadato.Ofilamento atua como fonte de luz de cor quente e como limitador de corrente em lugar do reator. Emgeralusadaquandosedesejamelhorarorendimentodailuminao incandescente,poisnonecessitadenenhumequipamentoauxiliar:bastacoloc-lanolugar da incandescente, porem preciso que a tenso da rede seja de 220 volts. Figura 10 Lmpada de luz mista LUMINOTCNICA - 9 2.3.2.Lmpadas a vapor de mercrio Basicamente,almpadaavapordemercrioconstadeumbulbodevidroduroque encerra em seu interior um tubo de arco onde se produzir o efeito luminoso. O bulbo externo destina-se a suportar os choques trmicos e apresentado normalmente nos tipos BT (bulged tubular) e R (refletor). Almpadaavapordemercrioexigeumreator(ouautotransformador)cujas finalidadessoforneceratensonecessrianapartidaelimitaracorrentenominalde operao,poisquandoovapordemercrioionizado,comporta-secomoumaresistncia negativa. Figura 11 Lmpada a vapor de mercrio Almpadaavapordemercriopossui,dentrodotubodearco,mercrioepequena quantidadedeargnioque,depoisdevaporizados,comunicam-seaoambienteinternoalta presso (dezenas de atmosferas). A vaporizao do mercrio processa-se da seguinte maneira: fechandoocontatointerruptor,umatensosuficienteparaapartidaaplicadaentreo eletrodoprincipaleoeletrodoauxiliar,formando-seumarcoeltrico.Estearcoionizao argnio e vaporiza o mercrio quase que instantaneamente. Ovapordemercrioformadopossibilitaoaparecimentodeumarcoentreos eletrodosprincipais,eoimpactodoseltronsdoarcocomostomosdemercriolibera energia luminosa. Note-sequena lmpada fluorescente, pelo fato do vapor de mercrio estar em baixa presso,aenergiaradianteliberadaestnagamaultravioleta,havendonecessidadeda pintura fluorescente do tubo, para transform-la em luz visvel. H tambm lmpadas a vapor LUMINOTCNICA - 10 demercriocorrigidas,isto,otubotambmpintadocomtintafluorescente,para correo do feixe de luz emitido por ao da descarga, o que representa um requinte. Depoisdeiniciadaadescargaentreoseletrodosprincipais,praticamentedeixade existiradescargaentreoseletrodosprincipaleoauxiliar,emvirtudedagranderesistncia opostapeloresistordepartida.Entreoseletrodosprincipaispassaaexistirresistncia negativa,easuacorrentecercade1.000vezesmaiorqueadoeletrodoauxiliar.Ocalor desenvolvidopeladescargaprincipalfazvaporizarorestantedomercrioqueaindaestiver lquido. Figura 12 Esquema de ligao de uma lmpada VM Emboraapartidasejainstantnea,isto,nohnecessidadedestarter,almpada VM s entra em regime aproximadamente 8 minutos aps ligada a chave. Figura 13 Caractersticas de partida Note-sequeatensoeapotnciavoaumentandoatatingiremvaloresnominais (127voltse400watts),enquantoacorrente,quemaiornapartida,decresceatovalor nominal (aproximadamente 3,2 A). 2.3.3.Lmpadas a vapor metlico Aslmpadasavapormetlicodealtapressosoadequadasparaaaplicaoem reasinternaseexternas.Operamsegundoosmesmosprincpiosdetodasaslmpadasde LUMINOTCNICA - 11 descarga,sendoaradiaoproporcionadaporiodetodendio,tlioesdioemadioao mercrio. Aproporodoscompostosnotubodedescargaresultaemreproduodecoresde muito boa qualidade. Requerem um reator e um ignitor, os quais influenciam na sua performace. 2.3.4.Lmpadas a vapor de sdio Solmpadasquepossuemcomocaractersticafundamentalasuagrandeeficincia luminosa,muitosuperioraqualqueroutrotipodefontedeluzpolicromticaparauso generalizado.Aaparnciadecordessetipodelmpadabranco-amarelado,agradvel, possuindo longa vida mdia, desde que o acendimento seja prolongado ou contnuo. As lmpadas a vapor de sdio exigem reator e ignitor. 2.4. Comparao entre os Diversos Tipos de Lmpadas 2.4.1.Aplicaes A Tabela 1 mostra as diversas aplicaes em que cada tipo de lmpada melhor se ajusta. LUMINOTCNICA - 12 Tabela 1 Lmpadas AplicaesLmpadas Incandescentes Aplicao InternoExterno Faixa Potncia Pos. Unil. Residencial Comercial Industrial reas Comuns Vias Pblicas Estacion.Jardins Fachada Monum. rea Esporte Comuns uso geral15-100 WUniv.x Comuns decorativa15-60 WUniv.x Comuns dirigida 40-100 WUniv.x Comuns especfica 60-200 WUniv.xxxxx Halgenas uso geral 300-2.000 WUniv.xxxxx Halgenas decorativa 15-60WUniv.x Halgenas dirigida 20-150 WUniv.xx Halgenas especfica 40-250 WUniv.xxxxxx Dicrocas50 WUniv.x Lmpadas de Descarga Aplicao InternoExterno Faixa Potncia Pos. Unil. Residencial Comercial Industrial reas Comuns Vias Pblicas Estacion.Jardins Fachada Monum. rea Esporte Fluorescente15-110 WUniv.x PL5-23 WUniv.x Vapor de mercrio80-1.000 WUniv.xxxxxx Vapor metlico400-2.000 WRestr.xx Luz mista125-500 WRestr.xxxxx Vapor de sdio70-1.000 WUniv.xxxx 2.4.2.Rendimento e vida til A escolha de uma lmpada deve ser feita em funo da vida e do rendimento. Figura 14 Diagramas comparativos da vida til e rendimento das lmpadas LUMINOTCNICA - 13 2.4.3.Caractersticas de operao com sobretenses e subtenses Das sobretenses resultam: alto rendimento, alto iluminamento, porm vida curta. Dassubtensesresultam:baixorendimento,baixoiluminamento,pormvidamais longa. Figura 15 Caractersticas de operao com sobretenses e subtenses 2.4.4.Manuteno dos lumens Noinciodavidadaslmpadas,elasapresentamomximoefeitodeiluminamento (lumens) que aos poucos vai declinando, de acordo com evaporaes e sublimaes efetuadas pelo filamento. Figura 16 Curva tpica de diminuio dos lumens por efeito do uso 2.5. Lmpadas TendnciasLUMINOTCNICA - 14 Podemosafirmarquegrandesinovaestecnolgicassurgiramnapesquisaena fabricao de lmpadas. ( )( ) lmpadas. das mercrio de contedo o minimizar ou eliminar geraltendncia APresso Alta de Sdio de Vapor a Lmpadas -: Ecolgica o PreocupaV 12 Dicrico Refletor com Tenso Extrabaixa de Halgenas Lmpadas -: SeguranaMetlicos es Multivapor Lmpadas Presso Alta de Sdio de Vapor a Lmpadas -: Cores de ReproduoCompactas tes Fluorescen Lmpadas -Contato Duplo Metlico Vapor a Lmpadas Contato Duplo Halgenas Lmpadas -: Energia de Economia 2.5.1.Diodos emissores de luz (LEDs) Odiodoemissordeluz(LED)convertecorrentediretaemluz.Emumajunopn diretamentepolarizada,portadores minoritriossoinjetadosatravsda juno edifundidos nasregiespen.Osportadoresminoritriosemdifusorecombinam-se,ento,comos portadoresmajoritrios.Talrecombinaopodeserfeitademodoalevaremissodeluz. Isso pode ser feito pela fabricao da juno pn usando semicondutores que possuem a faixa proibidanomododetransiodireta(directbandgap).Oarsenatodegliopertenceaesse grupo, e pode, portanto ser usado para fabricar diodos emissores de luz. Aluzemitidaporum LED proporcionalaonmero derecombinaesqueocorrem, as quais so proporcionais corrente direta do diodo. OsLEDssodispositivosmuitopopulares.Elesencontramaplicaonoprojetode numerosostiposdemostradores(displays),incluindoaquelesdeinstrumentoslaboratoriais, comoumvoltmetrodigital.Elespodemserfeitosparaproduzirluzesdediversascores.Alm disso,LEDspodemserprojetadosparaproduzirluzcoerentecomumcomprimentodeonda bem determinado. O dispositivo resultante um diodo laser. Diodos laser encontram aplicao em sistemas de comunicao ptica e em CD players, entre outras. Combinando um LED com umfotodiodochega-seaumdispositivochamadoisoladorptico.OLEDconverteumsinal eltricoaplicadoaoisoladorpticoemluz,quedetectadapelofotodiodoeconvertida novamente em um sinal eltrico na sada do isolador ptico. O uso do isolador ptico permite o total isolamento eltrico entre o circuito eltrico conectado entrada do isolador ptico e o LUMINOTCNICA - 15 circuitoeltricoconectadosuasada.Essaisolaopodesertilnareduodoefeitode interfernciaeltricanatransmissodosinaldentrodeumsistemae,portanto,isoladores pticos so freqentemente empregados no projeto de sistemas digitais. Eles tambm podem serusados no projeto deinstrumentao mdica, para reduzir o risco dechoqueeltrico nos pacientes. ObservequeoacoplamentopticoentreumLEDeumfotodiodonoprecisaestar fechadodentrodeumpequenoencapsulamento.Narealidade,elepodeserimplementado usandoumafibrapticadelongadistncia,comofeitoemcanaisdecomunicaobaseados em fibra ptica. 3.ACESSRIOS PARA LMPADAS = =DimmerStarters" "IgnitoresReatoresLuminrias" Plafoniers "Lmpadas - Porta Soquetes os ReceptculLmpadas para Acessrios 3.1. Receptculos So dispositivos que servem para fixao das lmpadas por suas bases, permitindo a sua alimentao e facilitando a sua substituio. 3.2. Plafoniers Sodispositivosdestinadosasuportarosreceptculosousoquetesparalmpadas incandescentesoufluorescentescompactas,osglobos(PVCouvidro)edarcondiesde fixao de todo o conjunto ao teto ou parede. 3.3. Luminrias LUMINOTCNICA - 16 So aparelhos destinados a distribuir, filtrar e controlar a luzgerada por uma ou mais lmpadas,quecontenhamtodososequipamentoseacessriosnecessriosparafixar, proteger e alimentar essas lmpadas. IndiretaIndireta - SemiIndireta - DiretaDifusaDireta - SemiDiretaIluminao de Modalidade Figura 17 Classificao das luminrias conforme CIE (Comission Internacionale LEclaire) Pblica Iluminao p/sportivas Externas/E reas de Iluminao p/Industrial Iluminao p/Downlight" " Iluminao p/Decorativa Iluminao p/Comercial Iluminao p/Luminria de Tipos 3.4. Reatores Osreatoressoequipamentosauxiliaresenecessriosaofuncionamentodas lmpadas de descarga (exceto de luz mista) com a finalidade de proporcionar as condies de partida (ignio) e de maneira a controlar ou estabilizar a corrente do circuito. Alm de proporcionar boa estabilizao corrente da lmpada, o reator dever ter: -Um fator de potncia elevado, proporcionando o uso econmico no sistema de suprimento. -Harmnicas na corrente em percentagens reduzidas. -Alta impedncia para audiofreqncia. LUMINOTCNICA - 17 -Que no apresente radiointerferncia, causada pelas lmpadas. -Condies ideais de partida (ignio) da lmpada. -Pequenas dimenses, vida longa, baixo nvel de rudo e perdas reduzidas. s Eletrnicoticos EletromagnReatores de Tipos O reator eletromagntico uma indutncia ligada em srie com a lmpada; apresenta baixo fator de potncia. O aumento do fator de potncia pode ser conseguido conectando-se um capacitor em paralelo com a ligao CA. Devidoscaractersticasdoscomponentessemicondutoresseremextremamente confiveis,oreatoreletrnicosurgiucomooponainstalaodelmpadasdedescarga, apresentando diversas vantagens. 3.5. Starters O starter um interruptor automtico de descarga, que consiste de uma ampola de vidro contendo gs (non ou argnio), um par bimetlico que se deforma sob a ao do calor e umcapacitorparaimpediraradiointerferncia.Oconjuntoencerradonuminvlucrode alumnioouplsticoeapresentadoisterminaisnaparteinferiorparaasconexesem receptculo ou soquete. Opr-aquecimentousadoparafacilitaraionizaodosgasesdentrodotubo, reduzindo a tenso requerida para fazer saltar o arco eltrico. Ostarterusadosomenteemcircuitosconvencionais,ouseja,emconjuntocom reatoresconvencionais.Deve-seutilizaromodelooutipoadequadoparacadapotnciade lmpada. LUMINOTCNICA - 18 Figura 17 Princpio de funcionamento do starter 3.6. Ignitores So dispositivos destinados especialmente partida das lmpadas a vapores metlicos e vapor de sdio de alta presso. 3.7. Dimmer Tem como funo variar a intensidade da luz de acordo com a necessidade. 4.CONCEITOS E GRANDEZAS LUMINOTCNICAS FUNDAMENTAIS 4.1. Espectro Eletromagntico Oespectroeletromagnticocontmumasriederadiaes,quesofenmenos vibratrios, cuja velocidade de propagao (c) constante (3,0 x 105 km/s) e que diferem entre si por sua freqncia (f)e por seu comprimento de onda (), tal que: f v = LUMINOTCNICA - 19 Figura 18 Espectro eletromagntico em funo do comprimento de onda Figura 19 Espectro eletromagntico em funo da freqncia (ciclos/s) Paraoestudodailuminao,especialmenteimportanteogrupoderadiaes compreendidasentreoscomprimentosdeondade 380 e760nm(3.800 a 7.600ngstroms), pois elas so capazes de estimular a retina do olho humano produzindo a sensao luminosa. Oespectroeletromagnticovisvelest,pois,limitado,emumdosextremos,pelas radiaesinfravermelhas(demaiorcomprimentodeonda)e,nooutro,pelasradiaes ultravioletas (de menor comprimento de onda). ta UltravioleVisivel Espectrolho Infraverme Solares Radiaes LUMINOTCNICA - 20 4.1.1.Radiaes infravermelhas Soradiaesinvisveisaoolhohumano.Seuscomprimentosdeondaesto compreendidosentre760e10.000nm.Caracterizam-seporseuprprioefeitocalorfico, sendoutilizadasemmuitasaplicaes.Essasradiaessoproduzidasnormalmenteatravs de resistores aquecidos ou por lmpadas incandescentes especiais cujo filamento trabalha em temperatura mais reduzida (lmpadas infravermelhas). 4.1.2.Radiaes ultravioletas Seus comprimentos de onda esto na faixa de 150 a 380 nm. Caracterizam-se por sua elevada ao qumica e pela excitao da fluorescncia de diversas substncias. Normalmente essas radiaes se dividem em trs grupos de propriedades um pouco diferentes: ultravioleta prximoouluznegra(UV-A),ultravioletaintermedirio(UV-B)eultravioletaremotoou germicida (UV-C). Oultravioletaprximo,caracterizadoporcomprimentosdeondaprximoss radiaes visveis (aproximadamente 310 a 400 nm), compreende as radiaes ultravioletas da luzsolar,podendosergeradoartificialmente,atravsdeumadescargaeltricanovaporde mercrioemaltapresso.Essasradiaesnoafetamperniciosamenteavistahumana,no possuematividadespigmentariaseeritemticassobreapelehumana,eatravessam praticamentetodosostiposdevidroscomuns.Possuemgrandeatividadesobrematerial fotogrfico, de reproduo e heliogrficos ( ~ 380 nm). Oultravioletaintermedirio(UV-B)temelevadaatividadepigmentariaeeritemtica. Produz vitamina D, que possui uma funo anti-raqutica. Esses raios so utilizados unicamente parafinsteraputicos.Compreendemasradiaesdoespectroeletromagnticocujos comprimentos de onda vo de 280 a 310 nm, sendo tambm gerados artificialmente por uma descarga eltrica no vapor de mercrio em alta presso. Joultravioletaremotocaracterizadoporseusmenorescomprimentosdeonda (aproximadamentede200a300nm),sendogeradoespecialmenteatravsdeumadescarga eltricanovapordemercrioembaixapresso.Afetaavistahumana,produzindoirritao nosolhos.Essasradiaessoabsorvidasquaseintegralmentepelovidrocomum,que funciona como filtro, motivo pelo qual as lmpadas germicidas possuem bulbos de quartzo. LUMINOTCNICA - 21 ( )( )( )C - UV Germicida ou RemotoB - UV rio IntermediA - UV Negra Luzou PrximoUV 4.1.3.Espectro visvel Luzaradiaoeletromagnticacapazdeproduzirumasensaovisualeest compreendidaentre380e780nm.Asensibilidadevisualparaaluzvarianosdeacordo com o comprimento de onda da radiao, mas tambm com a luminosidade. Acurvadesensibilidadedoolhohumanodemonstraqueradiaesdemenor comprimento de onda (violeta e azul) geram maior intensidade de sensao luminosa quando hpoucaluz(ex:crepsculo,noite,etc.),enquantoasradiaesdemaiorcomprimentode onda (laranja e vermelho) se comportam ao contrrio. Oolhohumanopossuidiferentessensibilidadesparaaluz.Dedia,nossamaior perceposedpara ocomprimentodeondade550nm,correspondentescoresamarelo-esverdeadas. E de noite, para o de 510 nm, correspondente s cores verde-azuladas. Figura 20 Curva de sensibilidade do olho humano radiao visvel Luz uma forma de energia radiante que impressiona nossos olhos e nos permite ver. 4.1.4.Cores Examinando a radiao visvel, verificamos que, alm da impresso luminosa, obtemos tambm a impresso de cor. Essa sensao de cor est intimamente ligada aos comprimentos deondasdasradiaes.Verifica-sequeosdiferentescomprimentosdeondas(asdiferentes LUMINOTCNICA - 22 cores) produzem diversas sensaes de luminosidade; isto , o olho humano no igualmente sensvel a todas as cores do espectro visvel. A cor da luz determinada pelo comprimento de onda. 4.2. Grandezas Luminotcnicas ==Luminosa o Distribui de CurvaLuz da Absoro e o Transmiss Reflexo,Luminosa EficinciaLuminosa Exitncia Luminosa EmitnciaLuz de QuantidadeLuminnciato Iluminamen a IluminnciLuminoso FluxoLuminosa e IntensidadRadiante Fluxoicas Luminotcn Grandezas 4.2.1.Fluxo Radiante P (J Joule) Fluxo radiante (P) a quantidade de energia transportada por uma radiao. 4.2.2.Fluxo Luminoso | ou (lm lmen) Fluxo luminoso (|) a potncia total emitida por uma fonte de luz e capaz de estimular a retina ocular percepo de luminosidade.Aunidadedefluxoolmen(lm),definidocomofluxoluminosoemitidonointerior deumnguloslidoigualaumesferorradiano,porumafonteluminosapuntiformede intensidade invarivel e igual a uma candela, de mesmo valor em todas as direes. Suponhamos,naFigura21,umaesferade1metroderaio,nocentrodaqual colocamosumafontecomintensidadede1candela,emtodasasdirees.Onguloslido quesubentendeumareade1m2umesferorradiano.Ofluxoemitidonointeriordesse ngulo slido o lmen. LUMINOTCNICA - 23 Como em cada m2 de superfcie dessa esfera temos um fluxo de 1 lmen, o fluxo total recebido ser de 12, 56 lumens (rea de esfera = 4tR2 = 12,56R2). Figura 21 Definio de lmen O fluxo luminoso a quantidade de luz emitida por uma fonte, medida em lumens, na tenso nominal de funcionamento. Figura 22 Fluxo luminoso 4.2.3.Intensidade Luminosa I (cd candela) Intensidade luminosa o limite da relao entre o fluxo luminoso em um ngulo slido (e)emtornodeumadireodadaeovalordessenguloslido,quandoessenguloslido tende para zero. e|ddI = Intensidade luminosa o fluxo luminoso irradiado na direo de um determinado ponto. LUMINOTCNICA - 24 Figura 23 Intensidade Luminosa 4.2.4.Iluminncia E (lx lux) Iluminnciaouiluminamentoofluxoluminosoincidenteporunidadederea iluminada. Iluminncia a densidade superficial de fluxo luminoso recebido. dSdE|= |.|

\|=2mlmenluxNaprtica,ailuminnciacorrespondeaovalormdio(Em),porqueofluxoluminoso no se distribui uniformemente sobre a superfcie. A unidade brasileira de iluminncia o lux (lx): iluminncia de uma superfcie plana, dereaiguala1m2,querecebe,nadireoperpendicular,umfluxoluminosoiguala1lm, uniformemente distribudo. Em unidades inglesas, a iluminncia medida em footcandle (ft). lux ,pelmfootcandle 76 10 1 12 = = Figura 24 Iluminncia mdia perpendicular a uma superfcie LUMINOTCNICA - 25 Na prtica, iluminncia a quantidade de luz dentro de um ambiente, e pode ser medida com auxlio de um luxmetro. Figura 25 Iluminncia a partir da fonte de intensidade luminosa AiluminnciaemumpontoAdasuperfcie,afastadadeumadistnciaddafontede luz, calculada por: 2dIE =No caso de a incidncia da luz ser obliqua, a iluminncia no ponto B, calculada por: u u32 2coshIcosdIE = = 4.2.5.Luminncia L (cd/m2 ou nit) Das grandezas mencionadas, nenhuma visvel, isto , os raios de luz no so vistos, a menosquesejamrefletidosemumasuperfcieetransmitamasensaodeclaridadenos olhos. Essa sensao de claridade chamada de luminncia. Figura 26 Luminncia em cd/m2 LUMINOTCNICA - 26 Figura 27 Iluminncia X Luminncia Luminncia a intensidade luminosa que emana de uma superfcie, pela sua superfcie aparente. o cos SISILAparente= = Figura 28 Representao da superfcie aparente Como difcil medir-se a intensidade luminosa que provm de um corpo no radiante (atravs de reflexo), pode-se recorrer a outra frmula, a saber: t EL=onde a refletncia ou coeficiente de reflexo. Refletncia a relao entre o fluxo luminoso refletido por uma superfcie (|r), e o fluxo luminoso (|) incidente sobre ela. LUMINOTCNICA - 27 ||r=Comoosobjetosrefletemaluzdiretamenteunsdosoutros,ficaexplicadoporquea mesma iluminncia pode dar origem a luminncias diferentes. 4.2.6.Quantidade de luz Q (lms) Quantidadedeluzaquantidadedeenergiaradiante,avaliadadeacordocomsua capacidade de produzir sensao visual. A unidade correspondente o lmen-segundo, que a quantidade de luz, durante 1 s, de um fluxo luminoso igual a 1 lm. 4.2.7.Exitncia Luminosa H (lm/m2) Exitncia luminosa (ou emitncia luminosa) a densidade superficial de um fluxo luminoso emitido. dSdH|=Aunidadelegalbrasileiradeexitncialuminosaolmenpormetroquadrado(lm/m2): exitncialuminosadeumafontesuperficialqueemite,uniformemente,umfluxoluminoso igual a um lmen por metro quadrado de sua rea. 4.2.8.Eficincia Luminosa q (lm/W) Eficincia luminosa de uma fonte luminosa a relao entre o fluxo luminoso total emitido pela fonte e a potncia por ela absorvida. P|q = 4.2.9.Reflexo, Transmisso e Absoro da Luz Quando se ilumina uma superfcie, uma parte do fluxo luminoso que incide sobre a mesma se reflete, outra atravessa a superfcie transmitindo-se ao outro lado, e uma terceiraparte do fluxoluminosoabsorvidapelaprpriasuperfcie,transformando-seemcalor.Portantoo fluxoluminosoincidente,nessecaso,divide-seemtrspartes,emumadadaproporoque LUMINOTCNICA - 28 dependedascaractersticasdasubstnciasobreaqualincide.Temos,pois,trsfatoresa definir: refletncia, transmitncia e fator de absoro. Aluzsolareamaioriadasfontesartificiaisdeluzcontmradiaesdequasetodosos comprimentosdeonda,sendo,portanto,brancasouquasebrancas.Seumasuperfcie iluminada por uma luz branca refleteigualmentetodas as radiaesqueincidem sobre ela, o fluxorefletidoteramesmacomposioespectraldofluxoincidente:aluzrefletidaser branca. Se a superfcie refletir melhor determinados comprimentos de onda, no fluxo refletido haver predominncia desses comprimentos de onda: a luz refletida ser colorida. Asletraspretasdeumlivrodiferemdopapelbrancosobreoqualestoimpressas unicamenteporsuarefletncia.Ambosrefletemaluzbranca,mascomporcentagensbens diversas; a cor negra absorve quase todo o fluxo luminoso incidente. 4.2.9.1. Refletncia - Refletncia (fator de reflexo) () a relao entre o fluxo luminoso refletido por uma superfcie (|r), e o fluxo luminoso (|) incidente sobre ela. ||r= Ovalordarefletncianormalmentedadoemporcentagem.Essarefletncia corresponde a um valor mdio dentro de todo o espectro visvel. Para determinado intervalo A do espectro, poderemos definir a refletncia espectral (), ( )( )( ) | | r= , que poder diferir do valor mdio 4.2.9.2. Transmitncia - t Transmitncia (t) (fator de transmisso) a relao entre o fluxo luminoso transmitido por uma superfcie (|t) e o fluxo luminoso (|) incidente sobre a mesma. ||tt= ( )( )( ) | | tt=LUMINOTCNICA - 29 4.2.9.3. Fator de absoro - o Fator de absoro (o) a relao entre o fluxo luminoso absorvido por uma superfcie (|a) e o fluxo luminoso (|) incidente sobre a mesma. ||oa= ( )( )( ) | | oa= o| |t| || |===atr ( ) o t | | | | + + = + +a t r | | | | = + +a t r 1 = + + o t 4.2.10.Curva de Distribuio Luminosa CDL (cd x 1.000 lm) Curvadedistribuioluminosaamaneirapelaqualosfabricantesdeluminrias representamadistribuiodaintensidadeluminosanasdiferentesdirees.Trata-sedeum diagramapolar,emquealuminriareduzidaaumpontonocentrododiagrama;as intensidadesluminosas,emfunodonguloformadocomavertical,somedidase registradas.Comoofluxoinicialdaslmpadasdependedotipoescolhido,ascurvasde distribuioluminosasofeitaspara1.000lumens.Paraoutrosvaloresdefluxo,basta multiplicar por sua relao a 1.000 lumens.

LUMINOTCNICA - 30 Figura 29 Curva de distribuio de intensidades luminosas no plano transversal e longitudinal para uma lmpada fluorescente isolada (A) ou associada a um refletor (B) Figura 30 Exemplos de curvas de distribuio luminosa 5.FUNDAMENTOS DO PROJETO DE ILUMINAO ico Luminotcn Projeto Eltricas Lmpadas : Luz de Fontes Artificial Sol : Luz de Fonte NaturalIluminaoExteriores deetcComerciall ResidenciaInteriores deArtificial Iluminao Umavezdefinidasasgrandezasutilizadasnosprojetos,pode-separtirparao planejamento de um sistema de iluminao. Um projeto luminotcnico pode ser resumido em: -Escolha da lmpada (+ acessrios) e da luminria mais adequada. -Clculo da quantidade de luminrias. LUMINOTCNICA - 31 -Disposio das luminrias no recinto. -Clculo de viabilidade econmica. Odesenvolvimentodeumprojetoexigeumametodologiaparaseestabeleceruma seqncia lgica de clculos. A metodologia recomendada prope as seguintes etapas: 1)Determinao dos objetivos da iluminao e dos efeitos que se pretende alcanar. 2)Levantamentodasdimensesfsicasdolocal,lay-out,materiaisutilizadosecaractersticas eltricas no local. 3)Anlise dos Fatores de Influncia na Qualidade da Iluminao. 4)Clculo da iluminao geral. 5)Adequao dos resultados ao projeto. 6)Clculo de Controle 7)Definio dos pontos de iluminao. 8)Clculo de iluminao dirigida. 9)Avaliao do consumo energtico. 10) Avaliao de custos. 11) Clculo de rentabilidade. 5.1. Objetivos da Iluminao Paraailuminao,tantonaturalquantoartificial,afunooprimeiroemais importante parmetro para a definio de um projeto. s Laborativa No Atividadess Laborativa AtividadesIluminao da Objetivos 5.2. Sistemas de Iluminao O prximo passo de um projeto luminotcnico, definir o(s) sistema(s) de iluminao respondendo basicamente a trs perguntas: 1) Como a luz dever ser distribuda pelo ambiente? (Sistema Principal) Tarefa deLocalizadaGeralIluminaoLUMINOTCNICA - 32 Figura 31 Iluminao geral Figura 32 Iluminao localizada Figura 33 Iluminao de tarefa 2) Como a luminria ir distribuir a luz? IndiretaIndireta - SemiIndireta - DiretaDifusaDireta - SemiDiretaIluminao3) Qual a ambientao que queremos dar, com a luz, a este espao? (Sistema Secundrio) ( )ica Arquitetn Luz o Dimeriza e Intensidad de ModulaoDecorativa Luz Efeito de Luz Destaque de Luz 5.3. Fatores de Influncia na Qualidade da Iluminao LUMINOTCNICA - 33 Acstica e do Condiciona - ArCor de a Temperatur ou Luzda Cor de TonalidadeCores de ReproduoSombra e LuzEfeitoss Luminncia entre Harmoniosa ProporoIndiretoDiretoo Ofuscament de LimitaoAdequada a Iluminnci de Nvel Iluminao da Qualidade na Influncia de Fatores 5.3.1.Nvel de Iluminncia Adequada Quanto mais elevada a exigncia visual da atividade, maior dever ser o valor da iluminncia mdia (Em) sobre o plano de trabalho. Deve-se consultar a norma NBR-5413 para definir o valor de Em pretendido. 5.3.2.Limitao de Ofuscamento Duas formas de ofuscamento podem gerar incmodos: -Ofuscamento direto, atravs de luz direcionada diretamente ao campo visual. -Ofuscamento reflexivo, atravs da reflexo da luz no plano de trabalho, direcionando-a para o campo visual. Considerando que a luminncia da prpria luminria incmoda a partir de 200 cd/m2, valores acima deste no devem ultrapassar o ngulo de 45. O posicionamento e a curva de distribuio luminosa devem ser tais que evitem prejudicar as atividades do usurio da iluminao. Figura 34 Ofuscamento 5.3.3.Proporo Harmoniosa entre Luminncias LUMINOTCNICA - 34 Acentuadasdiferenasentreasluminnciasdediferentesplanoscausamfadigavisual,devidoao excessivo trabalho de acomodao dos olhos, ao passar por variaes bruscas de sensao de claridade. Para evitaressedesconforto,recomenda-sequeasluminnciasdepiso,paredeetetoseharmonizemnuma proporode1:2:3,eque,nocasodeumamesadetrabalho,aluminncianosejainferiora1/3dado objeto observado. Figura 35 Proporo harmoniosa de luminncias 5.3.4.Efeitos Luz e Sombra Deve-se tomar cuidado no direcionamento do foco de uma luminria, para evitar que essa crie sombras incmodas,lembrando,porm,queatotalausncia desombraslevaaperdadeidentificaoda textura e do formato dos objetos. Uma boa iluminao no significa luz distribuda por igual. 5.3.5.Reproduo de Cores Acordeum objeto determinadapelareflexode partedo espectrodeluzqueincidesobreele.Isso significa queuma boa reproduo de cores est diretamenteligada qualidade da luz incidente, ou seja, equilibrada distribuio das ondas constituintes do seu espectro. As variaes de cor dos objetos iluminados sob fontes de luz diferentes podem ser identificadas atravs do conceito de Reproduo de Cores e de sua escala quantitativa, o ndice de Reproduo de Cores (IRC ou Ra).O IRC estabelecido em funo da luz natural que tem reproduo fidedigna, ou seja, 100%. No caso das lmpadas, o IRC estabelecido entre 0 e 100, comparando-se a sua propriedade de reproduo de cor luz natural (do sol). Portanto, quanto maior a diferena na aparncia de cor do objeto iluminado em relao ao padro, menor seu IRC. importante notar que, assim como para a iluminncia mdia, existem normas que regulamentam o uso de fontes de luz com determinados ndices, dependendo da atividade a ser desempenhada no local. LUMINOTCNICA - 35 Figura 36 ndice de Reproduo de Cores e exemplos de aplicao 5.3.6.Temperatura de Cor T (K Kelvin) Emaspectovisual,admite-sequebastantedifcilaavaliaocomparativaentreasensaode tonalidade de cor de diversas lmpadas. Para estipular um parmetro, foi definido o critrio Temperatura de Cor para classificar a luz. Temperatura de cor a grandeza que expressa a aparncia de cor da luz, sendo sua unidade o kelvin (K). Convmressaltarque,dopontodevistapsicolgico,quandodizemosqueumsistemadeiluminao apresenta luz quente no significa que a luz apresenta uma maior temperatura de cor, mas sim que a luz apresenta uma tonalidade mais amarelada. Um exemplo deste tipo de iluminao a utilizada em salas de estar, quartos ou locais ondesedeseja tornar um ambiente mais aconchegante. Da mesma forma, quando mais alta for a temperatura de cor, mais fria ser a luz. Um exemplo deste tipo de iluminao a utilizada emescritrios,cozinhasoulocaisemquesedesejaestimularourealizaralgumaatividade.Esta caracterstica muito importante de ser observada na escolha de uma lmpada, pois dependendo do tipo de ambiente h uma temperatura de cor mais adequada para esta aplicao. LUMINOTCNICA - 36 Figura 37 Aparncia de Cor Um dos requisitos para o conforto visual a utilizao da iluminao para dar ao ambiente o aspecto desejado.Sensaesdeaconchegoouestmulospodemserprovocadasquandosecombinamacorreta Temperatura de Cor da fonte de luz ao nvel de Iluminncia preterido. Figura 38 Relao de conforto ambiental entre nvel de Iluminncia e Tonalidade de Cor da lmpada 5.3.7.Ar Condicionado e Acstica O calor gerado pela iluminao no deve sobrecarregar a refrigerao artificial do ambiente. Humconsensoqueestabelecequeumadultoirradiaocalorequivalenteaumalmpada incandescentede100W.Portanto,fontesdeluzmaiseficientescolaboramparabem-estar,almdese constituir numa menor carga trmica ao sistema decondicionamento dear. Osistema deiluminao pode comprometeraacsticadeumambienteatravsdautilizaodeequipamentosauxiliares(reatorese LUMINOTCNICA - 37 transformadoreseletromagnticos).Umasoluobastanteeficiente,comausnciatotalderudoso emprego de sistemas eletrnicos nas instalaes. 5.4. Clculo de Iluminao Geral Zonais Cavidades das MtodoLmens dos MtodoNormas por Exigida Mnima Carga da MtodoGeral Iluminao de Clculo de Mtodos 5.4.1.Mtodo da Carga Mnima Exigida por Normas Este mtodo uma aproximao grosseira, servindo apenas como referncia. (Tabela 2 NTC 04) 5.4.2.Mtodo dos Lmens (Mtodo Philips) Luminrias de Nmero do Clculo 6.o Deprecia de Fator do o Determina 5.Utilizao de Fator do o Determina 4.Local do ndice do o Determina 3.Adequados Acessrios e Luminria Lmpada, da Escolha 2.a Iluminnci da Seleo 1.Lmens dos Mtodo 5.4.2.1. Seleo da Iluminncia De acordo com a NBR-5413 da ABNT, alguns nveis recomendados para iluminao de interiores constam da Tabela 2. Segundo a mesma fonte, as atividades foram divididas em trs faixas: A, B, C, e cada faixa com trsgruposdeiluminncias,conformeotipodeatividade.Aseleodailuminnciaespecficaparacada atividade feita com auxlio das Tabelas 3 e 4 do seguinte modo: a.Determina-se o peso (-1, 0 ou +1)correspondentea cada caracterstica (idade dos ocupantes, velocidade e preciso exigidas na operao e a refletncia da superfcie onde se desenvolve a tarefa); b. Somam-se os valores encontrados, algebricamente, considerando o sinal c.Quando o valor final for -2 ou -3, usa-se a iluminncia mais baixa do grupo; a iluminncia superior do grupo usada quando a soma for +2 ou +3; nos outros casos, usa-se o valor mdio. LUMINOTCNICA - 38 Tabela 2 Iluminncia em Lux, por Tipo de Atividade (Valores Mdios em Servio) Tabela 3 Iluminncias para Cada Grupo de Tarefas Visuais (lux) LUMINOTCNICA - 39 Tabela 4 Fatores Determinantes da Iluminncia Adequada 5.4.2.2. Escolha da lmpada, luminria e acessrios adequados Estaetapadependedediversosfatores,taiscomo: objetivodailuminao,fatoreseconmicos,razes da decorao, facilidade de manuteno, etc.Para esse objetivo, torna-se indispensvel a consulta a catlogos dos fabricantes. etco.com.br miluminaca //www.itai : httpr ania.com.b //www.sylv : httpm.com.br //www.osra : http.br mpadas.com //www.gela : httpips.com.br //www.phil : http 5.4.2.2.1.Determinao do Fator de Fluxo Luminoso (FFL) ou Fator do Reator (FR ou BF) Amaioriadaslmpadasdedescargaoperaemconjuntocomreatores.Nestecaso,observamosqueo fluxo luminoso total obtido depende do desempenho deste reator. Este desempenho chamado de Fator de Fluxo Luminoso (Ballast Factor). Ofatordeeficcia(Fe)definidopelonvelrelativodeluznasadadoreatorpelapotnciade alimentao (PT) (lumens percentuais/watt). 100100T eTeP FFFLPFFLF== 5.4.2.3. Determinao do ndice do Local k Estendicerelacionaasdimensesdorecinto,comprimento(c),largura(l)ealturademontagemde acordo com o tipo de iluminao. LUMINOTCNICA - 40 ( )( )+ =+ =l c ' hl ckl c hl ck23: Indireta Iluminao: Direta IluminaoLocal do ndice P-direitotil(h)ovalordop-direitototaldorecinto(H), menosa alturadoplanodetrabalho (hpl.tr.), menos a altura do pendente da luminria (hpend.). Isto , a distncia real entre a luminria e o plano de trabalho. . tr . pl pendh . h H h =h a distncia do teto ao plano de trabalho. . tr . plh H ' h = Figura 39 Representao do p-direito til 5.4.2.4. Determinao do Fator de Utilizao (FU) De posse do ndice do local, estamos em condies de achar o fator de utilizao. Este fator relaciona o fluxo luminoso inicial emitido pela luminria (fluxo inicial) e o fluxo recebido no plano de trabalho (fluxo til); por isso, depende das dimenses do local, da cor do teto, das paredes e do acabamento das luminrias. o int rec ria min Lu UF q q = LUMINOTCNICA - 41 Figura 40 Esquema de representao de fluxos luminosos Paraencontrarofatordeutilizao,precisamosentrarnatabelacomasrefletnciasdoteto, paredes e piso. A refletncia dada pela Tabela 5. Tabela 5 - Refletncias Atabelaparadeterminaodofatordeutilizaodependedofabricante,dotipoedas caractersticas inerentes a cada luminria. Esta tabela apresenta o valor da eficincia do recinto multiplicado pelaeficinciadaluminria,encontradopelainterseodondicedoLocal(k)edasrefletnciasdoteto, paredes e piso (nesta ordem). 5.4.2.5. Determinao do Fator de Depreciao (Fd) Estefator,tambmchamadodefatordemanuteno,relacionaofluxoemitidonofimdoperodode manuteno da luminria e o fluxo luminoso inicial da mesma. evidenteque,quantomelhorforamanutenodasluminrias(limpezaesubstituiesmais freqentes), mais alto ser este fator, porm mais dispendioso. determinado pela Tabela 6. Tabela 6 Fator de Depreciao Figura 41 Fator de Depreciao LUMINOTCNICA - 42 5.4.2.6. Clculo do Nmero de Luminrias Umavezpercorridaasetapasanteriores,estamosemcondiesdechegaraonmerodeluminrias necessrias para determinado nvel de iluminncia. AEplanom= = =rias min lu o int rec planorias min luplanoo int rec q qlmpada ria min Lu ria min Lulmpadaria min Luria min Lu q q = = =lmpada ria min Lu ria min Lu q =lmpada ria min Lu o int rec plano q q lmpada lmpadas ria min Lu o int rec planon q q =lmpada lmpadas u planon F =An FElmpada lmpadas um =lmpada lmpadas u mn F A E = u lmpadamlmpadasFA En= OnmerodelmpadasprecisaaindalevaremconsideraoofatordedepreciaoFd,para compensar o desgaste e o tipo de manuteno dos equipamentos ao longo do tempo. No caso de utilizao delmpadasdedescarga(excetoluzmista),deve-selevaremcontaaindaofatordefluxoluminosodo reator (FFL). ( ) Total Fluxod umF FA E= |FFLnlmpadalmpadas=| ( ) | =minluminriasria or lu lmpadas plmpadasnnn ( )d u lmpadamlmpadasF F FFLA En =LUMINOTCNICA - 43 5.4.3.Mtodo das Cavidades Zonais Este mtodo de clculo de iluminao de interiores se baseia na teoria de transferncia do fluxo e s sejustificaquandoaplicadoainstalaesdealtopadrotcnico,emqueexigidamaiorprecisode clculos. Esta teoria estabelece que, se uma superfcie A emite ou reflete um fluxo de modo completamente difuso, parte deste fluxo recebido por uma superfcie B. A percentagem do fluxo total emitido por A que recebidoporBchamadofatordeformadeBemrelaoaA.Umrecintoailuminarconstitudode paredes,tetoecho,queatuamcomosuperfciesrefletorasdofluxoemitidopelafonteluminosa;estas superfcies recebem o nome de cavidades zonais. 5.5. Adequao dos Resultados ao Projeto Se a quantidade de luminrias resultantes do clculo no for compatvel com sua distribuio desejada, recomenda-se sempre o acrscimo de luminrias e no a eliminao, para que no haja prejuzo do nvel de Iluminncia desejado. 5.6. Clculo de Controle Definidaaquantidadedeluminriasdesejada,pode-secalcularexatamenteaIluminnciaMdia alcanada. 5.7. Definio dos Pontos de Iluminao Os pontos de iluminao devem preferencialmente ser distribudos uniformemente no recinto, levando-seem conta o layoutdo mobilirio, o direcionamento da luz para a mesa de trabalho e o prprio tamanho daluminria. Recomenda-sequeadistncia a ou bentreasluminriassejaodobrodadistnciaentre estas e as paredes laterais. LUMINOTCNICA - 44 Figura 42 - Recomendaes quanto s distncias entre luminrias e paredes laterais

Figura 43 Sistemas de iluminao Espaamento das luminrias entre si com relao s alturas de montagem Seaquantidadedeluminriasresultantesdoclculonoforcompatvelcomadistribuiodesejada, sugere-se o clculo abaixo para uma distribuio uniforme. -Quantidade de luminrias no comprimento: luminriasNl ccQc=-Quantidade de luminrias na largura: luminriasNl clQl= 5.8. Clculo de Iluminao Dirigida LUMINOTCNICA - 45 5.8.1.Mtodo do Ponto por Ponto Omtododoslumensbaseia-senofluxomdiodeluznumarea;omtododepontoporponto,na quantidadedeluzqueincidiremdeterminadopontodarea.Ento,necessriooconhecimentoda distribuio de luz de diferentes fontes. -Fonte Puntiforme: A iluminncia inversamente proporcional ao quadrado da distncia (lei do quadrado da distncia). Figura 47 Fonte puntiforme -Fonte Linear Infinita: A iluminncia inversamente proporcional distncia. Figura 48 Fonte linear infinita -Fonte Superficial da rea Infinita: A iluminncia no varia com a distncia. Figura 49 Superfcie infinita -Feixe Paralelo de Luz: A iluminncia no varia com a distncia. Figura 50 Feixe paralelo de luz LUMINOTCNICA - 46 Se a distncia d entre a fonte de luz e o objeto a ser iluminado for no mnimo 5 vezes maior que as dimenses fsicas da fonte de luz, pode-se calcular a iluminncia pelo mtodo de ponto por ponto. Considere o foco luminoso L, puntiforme, mostrado na Figura 51, distncia d do ponto O, no plano P.SejaoonguloqueanormalfazcomOL.SupondonoplanoPumareaelementardS,onguloslido subentendido por dS, de vrtice L, ser 2dcos dSdoe= y OAh LAd LO=== e o d d cos dS = 2 Figura 51 Fonte luminosa puntiforme iluminando uma rea elementar do plano P Porm, por definio, sabemos que a intensidade luminosa na direo LO ser e|ddI =Ento 2dcos dS Id I doe | = =Podemos ento calcular a iluminncia na rea horizontal dS, que ser dSdEH|=2dcos IEHo =LUMINOTCNICA - 47 Essafrmularesumeastrsleisdeiluminnciaproporcionadaporumafontepuntiformeemum ponto de uma superfcie: 1)a iluminncia varia na razo direta da intensidade luminosa na direo do ponto considerado; 2)a iluminncia varia na razo inversa do quadrado da distncia da fonte ao ponto iluminado; 3)ailuminnciavariaproporcionalmenteaocossenodonguloformadopelanormalsuperfcienoponto considerado e pela direo do raio luminoso que incide sobre o mesmo. Da Figura 51, tiramos o cos d h =Logo, a iluminncia horizontal no ponto O poder ser calculada por I obtido por meio de curvas em funo do ngulo o (curvas de distribuio luminosa em cd/1.000 lm). Essasfrmulaspermitemcalcularailuminnciaemqualquerpontodeumasuperfcie(iluminadapor fontes pontuais), individualmente, para cada foco luminoso que ilumine a mesma superfcie. 5.8.1.1. Iluminncias verticais 232hsen IEdsen IEVVoo== Exerccio: De um galpo industrial, calcular a iluminncia em um ponto P, na horizontal, iluminado por quatro fontes A, B, C e D (ver Figura 52). As fontes A, B, C e D esto a 6 m de altura. AsluminriasutilizadassoindustriaisparagrandesreasinternasLinhaH/SDKPhilipspara1 lmpada de descarga de alta intensidade HPL-N (Vapor de Mercrio) de 400 W Philips. 23hcos IEHo =LUMINOTCNICA - 48 Figura 52 Galpo industrial 5.9. Avaliao do Consumo Energtico Alm da quantidade de lmpadas e luminrias, bem como do nvel de Iluminncia, imprescindvel a determinaodapotnciadainstalao,paraseavaliaroscustoscomenergiaeassimdesenvolver-seum estudoderentabilidadeentrediversosprojetosapresentados.Ovalordapotnciaporm2umndice amplamente divulgado e, quando corretamente calculado, pode ser o indicador de projetos luminotcnicos mais econmicos. 5.9.1.Potncia Total Instalada PT (kW) asomatriadapotncia detodososaparelhosinstaladosnailuminao. Trata-sedapotnciada lmpada, multiplicada pela quantidade de unidades utilizadas (n), somado potncia consumida de todos os reatores, transformadores e/ou ignitores. ( ) kW em000 1.* W nPT=W* = potncia consumida pelo conjunto lmpada(s) + acessrio (s). Oscatlogoscontmdadosorientativosreferentessperdasdosequipamentosauxiliares(emwatts) para as respectivas lmpadas. 5.9.1.1. Perdas do reator LUMINOTCNICA - 49 AsperdasexistentesnosreatoreseletromagnticosocorremdevidoaosefeitosJoule,histeresee Foucaultquedevemserconsideradasnoclculodecarga.Essasperdassofornecidaspelofabricantee devemsersomadaspotnciaconsumidapelaslmpadasparacalcularoconsumoem wattsdoconjunto.Nocasodereatoreseletrnicos,ovalorinformadopelofabricanteestrelacionadoaomximoconsumo que o conjunto (lmpadas + reator) pode gerar. 5.9.2.Densidade de Potncia D (W/m2) a potncia total instalada em watts para cada metro quadrado de rea. Essagrandezamuitotilparaosfuturosclculosdedimensionamentodesistemasdear-condicionado ou mesmo dos projetos eltricos de uma instalao. A. PDT000 1 =Acomparaoentreprojetosluminotcnicossomentesetornaefetivaquandoselevaemconta nveisdeIluminnciaiguaisparadiferentessistemas.Emoutraspalavras,umsistemaluminotcnicos maiseficientedoqueoutro,se,aoapresentaromesmonveldeIluminnciadooutro,consumirmenos watts por metro quadrado. 5.9.3.Densidade de Potncia Relativa Dr (W/m2 p/ 100 lx) a densidade de Potncia Total Instalada para cada 100 lux de Iluminncia. ||.|

\|100rDE D EDDr100 = 5.10.Avaliao de Custos Umprojetoluminotcnicosomenteconsideradocompletoquantoseatentarparaoclculode custos, quais sejam: Custos de Investimento LUMINOTCNICA - 50 asomatriadoscustosdeaquisiodetodososequipamentosquecompemosistemade iluminao,taiscomolmpadas,luminrias,reatores,transformadores,ignitoreseafiao,acrescidosdos custos de mo-de-obra dos profissionais envolvidos, desde a elaborao do projeto instalao final. Figura 53 Comparao entre custos de investimento Custos Operacionais a somatria de todos os custos apresentados aps a completa instalao do sistema de iluminao, concentradosnoscustosdemanutenodascondiesluminotcnicasdoprojetoeoscustosdeenergia consumida. Figura 54 Comparao entre custos operacionais

Ocusto mensaldemanutenodaslmpadasenglobaocustodeaquisiodenovasunidadeseo custo da mo-de-obra necessria a executar a manuteno. Esse custo resulta da soma das horas mensais de utilizao das lmpadas dividida pela sua vida til. Oquocientequeassimseobtm,informaonmerodelmpadasqueserorepostas,eseuvalor deve ser multiplicado pelo preo da lmpada nova. J o preo da mo-de-obra para realizar essa reposio dado em funo da remunerao por hora de trabalho do respectivo profissional. LUMINOTCNICA - 51 Otempodereposioporlmpadadevesermultiplicadopelonmerodelmpadasrepostaspor ms.Essecustobastantesignificativonasinstalaesdedifcilacesso,comoiluminaopblica,quadras de esporte, etc. O fator decisivo no custo operacional o custo de energia eltrica, que corresponde Potncia Total Instalada (PT), multiplicada pelas horas de uso mensal e pelo preo do kWh. Ao se optar por um sistema mais eficiente, este custo sofre substancial reduo. 5.11.Clculo de Rentabilidade Aanlisecomparativadedoissistemasdeiluminao,paraseestabelecerqualdelesomais rentvel, leva em considerao tanto os custos de investimento quanto os custos operacionais. Geralmente o uso de lmpadas de maior Eficincia Energtica leva a um investimento maior, mas proporciona economia nos custos operacionais. Decorredaaamortizaodoscustos,ouseja,horetornodoinvestimentodentrodeumdado perodo.Otempoderetornocalculadopeloquocientedadiferenanoinvestimentopeloquocientena manuteno. Feitos os clculos, os valores podem ser alocados em grficos, onde se visualiza a evoluo das despesas no tempo. O ponto de interseo das linhas indica o instante de equalizao destes custos. Figura 55 Ilustrao da evoluo das despesas entre sistemas de iluminao incandescente e fluorescente compacta 6.ILUMINAO DE RUAS LUMINOTCNICA - 52 Ailuminaoderuas,emespecialruasdegrandetrfegodeveculosepedestres,mereceumestudo luminotcnico apurado, no qual so considerados vrios fatores que fogem ao nosso objetivo. Aprenderemosregrasprticasqueserviroparaorientaroprojetistanailuminaorazovelderuas dentro de padres modernos, como complemento dos projetos de instalaes prediais. 6.1. Curvas de Isolux Chamam-securvasisoluxascurvasquedo,paraumamesmaluminria,ospontosquepossuemas mesmas iluminncias. Figura 56 Diagramas de curvas isolux relativas num plano por 1000 lumens Exemplo: Qual a iluminncia que ser obtida no ponto P da Figura 56 utilizando-se uma luminria instalada a 10 m de altura, com lmpadas HPL-N (Vapor de Mercrio) 400W da Philips. Soluo: Pelos dados dos fabricantes, temos: Fluxo da lmpada HPL-N 400W Philips: ( ) Lmpada da CatlogoLmpadalm .000 22 = |Iluminncia Mxima: ( ) Luminria da Catlogo2128 0h, Emx| =Usando os dados do problema: lux ,., Emx16 2810000 22128 02= =A iluminncia em P ser: LUMINOTCNICA - 53 lux , , , E , Emx P632 5 16 28 20 0 20 0 = = = 6.2. Nvel Mdio de Iluminncia na Rua e na Calada Nosclculosdeiluminaoderuasedascaladas,interessamo-nospelosnveismdios,enoapenas pela iluminao em um ponto. Deste modo precisamos conhecer o fator deutilizao para a calada e para a rua em funo da altura de montagem h da luminria. Ofatordeutilizaorepresentaaporcentagemdofluxodalmpadaquealuminriaemiteauma determinada faixa do solo, produzindo uma iluminncia E. Figura 57 Iluminao pblica L SF FEd u ria min luruarua = | e SF FEd u ria min lucaladacalada = | Figura 58 Curva do fator de utilizao Exemplo: S (Espaamento entre os postes, m) L (Largura da rua, m) e (Largura da calada, m) h (Altura de montagem, m) LUMINOTCNICA - 54 Utilizando a mesma luminria do exemplo anterior, quais os nveis mdios de iluminncia do lado da ruaedoladodacalada,sabendoquealarguradaruade10m,alarguradacaladade5meo espaamento entre postes, 25 m. Considerar o fator de depreciao igual a 0,80. Soluo: Pela Figura 58, temos: 12 0 5 024 0 1, F h , e, F h Lcaladaruauu= == = A iluminncia do lado da rua ser; lux ,, , .Erua90 1610 2580 0 24 0 000 22= = A iluminnca do lado da calada ser: lux ,, , .Ecalada90 165 2580 0 12 0 000 22= =