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CONFORTO II PROF. ME. BRUNO EDUARDO DOMINGOS Reitor: Prof. Me. Ricardo Benedito de Oliveira Pró-reitor: Prof. Me. Ney Stival Gestão Educacional: Prof.a Ma. Daniela Ferreira Correa PRODUÇÃO DE MATERIAIS Diagramação: Alan Michel Bariani Thiago Bruno Peraro Revisão Textual: Gabriela de Castro Pereira Letícia Toniete Izeppe Bisconcim Luana Ramos Rocha Produção Audiovisual: Heber Acuña Berger Leonardo Mateus Gusmão Lopes Márcio Alexandre Júnior Lara Gestão de Produção: Kamila Ayumi Costa Yoshimura Fotos: Shutterstock © Direitos reservados à UNINGÁ - Reprodução Proibida. - Rodovia PR 317 (Av. Morangueira), n° 6114 Prezado (a) Acadêmico (a), bem-vindo (a) à UNINGÁ – Centro Universitário Ingá. Primeiramente, deixo uma frase de Sócrates para reflexão: “a vida sem desafios não vale a pena ser vivida.” Cada um de nós tem uma grande responsabilidade sobre as escolhas que fazemos, e essas nos guiarão por toda a vida acadêmica e profissional, refletindo diretamente em nossa vida pessoal e em nossas relações com a sociedade. Hoje em dia, essa sociedade é exigente e busca por tecnologia, informação e conhecimento advindos de profissionais que possuam novas habilidades para liderança e sobrevivência no mercado de trabalho. De fato, a tecnologia e a comunicação têm nos aproximado cada vez mais de pessoas, diminuindo distâncias, rompendo fronteiras e nos proporcionando momentos inesquecíveis. Assim, a UNINGÁ se dispõe, através do Ensino a Distância, a proporcionar um ensino de qualidade, capaz de formar cidadãos integrantes de uma sociedade justa, preparados para o mercado de trabalho, como planejadores e líderes atuantes. Que esta nova caminhada lhes traga muita experiência, conhecimento e sucesso. Prof. Me. Ricardo Benedito de Oliveira REITOR 33WWW.UNINGA.BR U N I D A D E 01 SUMÁRIO DA UNIDADE INTRODUÇÃO ............................................................................................................................................................. 5 1 - TIPOS DE VENTILAÇÃO ........................................................................................................................................ 7 1.1. VENTILAÇÃO NATURAL ....................................................................................................................................... 7 1.2. VENTILAÇÃO ARTIFICIAL ................................................................................................................................... 7 2 - VENTILAÇÃO NATURAL ....................................................................................................................................... 7 2.1 INFLUÊNCIA DAS FORMAS E ABERTURAS NA VENTILAÇÃO NATURAL ...................................................... 12 2.2 BARREIRAS DE VENTO ..................................................................................................................................... 15 2.3 ZONAS DE PRESSÃO ......................................................................................................................................... 15 VENTILAÇÃO NATURAL PROF. ME. BRUNO EDUARDO DOMINGOS ENSINO A DISTÂNCIA DISCIPLINA: CONFORTO II 4WWW.UNINGA.BR 2.4 VENTILAÇÃO DINÂMICA ................................................................................................................................... 18 2.4.1 VENTILAÇÃO TÉRMICA ................................................................................................................................... 18 2.5. CAPTADORES DE VENTO, PEITORIS VENTILADOS, MANSARDAS, LANTERNINS E TORRES DE VENTILA- ÇÃO ............................................................................................................................................................................ 21 3 - VENTILAÇÃO ARTIFICIAL ................................................................................................................................. 24 4 - CONSIDERAÇÕES FINAIS ................................................................................................................................. 25 5WWW.UNINGA.BR CO NF OR TO II | U NI DA DE 1 ENSINO A DISTÂNCIA INTRODUÇÃO Nesta unidade, veremos os tópicos sobre ventilação. Iniciamos com a ventilação natural e as zonas de pressão. Depois vamos estudar sobre a ventilação dinâmica e os principais tipos de ventilação que podem ser utilizados em residências e comércios. Por fim, vamos estudar a influência das aberturas na ventilação. Para começar a conversa, vale abordarmos sobre as Funções da Ventilação: • Renovação do ar (qualidade do ar), ou seja, troca do ar. • Resfriamento da massa edificada, ou seja, esfriar o ambiente; • Resfriamento do usuário (fisiológico) por meio de Fluxo de ar x localização dos usuários no ambiente, ou seja, pontos no ambiente em que o usuário fica mais confortável; • Conforto e vestuário (convecção) ou seja, permite que se use roupas mais leves e/ou confortáveis conforme a estação; • Velocidade do ar e conforto (0.5 a 1.5 m/s) e uso do ambiente, ou seja, não venta nem muito, nem pouco que atrapalhe o usuário. Também temos essa variação conforme os Climas quentes e úmidos (variação de temperatura dentro da faixa de conforto) e a Velocidade X distribuição do ar (depende da função e layout dos espaços arquitetônicos). A ventilação também tem função Higiênica e Térmica visto que as necessidades para o verão e para o inverno são diferentes. Em relação às Exigências Higiênicas, temos o ar requerido pelas atividades biológicas, por exemplo, retirar o vapor d’água (transpiração das pessoas, cozimento de alimentos e banho). Para as Exigências Térmicas temos situação de diminuição da temperatura e de ventilação para conforto. O fluxo de ar possui inércia, ou seja, uma vez definida a direção do fluxo, a tendência é que essa se mantenha até que o fluxo seja obrigado a mudar de direção devido a obstáculos ou variações nos campos de pressão. Sobre o Efeito da capacidade térmica, temos as Brisas que são na direção mar → terra (brisas marinhas) e as Brisas na direção terra → mar (terral). Também é válido abordar sobre o Vento que recebe Influência da topografia; Efeito dos vales (brisas noturnas e zonas de estagnação); Efeito das montanhas (a barlavento e a sotavento). É extremamente importante avaliar os ventos, pois um erro frequente na avaliação da ventilação em espaços internos decorre da falta de compreensão do movimento do ar em torno dos edifícios. 6WWW.UNINGA.BR CO NF OR TO II | U NI DA DE 1 ENSINO A DISTÂNCIA Conheça mais sobre capacidade térmica, acessando o site: <https://brasilescola.uol.com.br/fisica/capacidade-termica.htm> Leia mais um pouco sobre as brisas marítimas e terrestres acessando: JÚNIOR, J. S. S. Convecção e brisas marítimas. Brasil Escola. Disponível em: <https://brasilescola.uol.com.br/fisica/conveccao-brisas-maritimas.htm>. Acesso em: 04 dez. 2018. 7WWW.UNINGA.BR CO NF OR TO II | U NI DA DE 1 ENSINO A DISTÂNCIA 1 - TIPOS DE VENTILAÇÃO Segundo a origem da energia utilizada para movimentar a massa de ar, de acordo com Lamberts, Dutra e Pereira (2012), a ventilação pode ser classificada como Ventilação natural e Ventilação artificial. 1.1. VENTILAÇÃO NATURAL Térmica: se baseia na diferença de temperatura interior e exterior que origina pressões distintas, provocando um deslocamento da massa de ar da zona de maior para a de menor pressão; Dinâmica: causada pelas pressões e depressões que se geram nos volumes como consequência da ação mecânica do vento. 1.2. VENTILAÇÃO ARTIFICIAL Deve ser utilizada quando a ventilação natural não é suficiente; São os ventiladores e exaustores. 2 - VENTILAÇÃO NATURAL Frota e Schiffer (2001) afirmam que a ventilação proporciona a renovação do ar do ambiente e, por isso, é muito importante tanto para a higiene em geral quanto para o conforto térmico de verão em regiões de clima temperado e/ou quente e úmido.Isso se dá visto que a renovação do ar dos ambientes é o que proporciona a dissipação de calor e a desconcentração de vapores, fumaça, poeiras, de poluentes, provocando certa limpeza do ar. A ventilação natural, segundo as autoras, é o deslocamento do ar através do edifício e pelas aberturas, sendo que algumas funcionam como entrada e outras, como saída. Por isso, em um projeto, é preciso que as aberturas para ventilação estejam dimensionadas e posicionadas para que haja um fluxo de ar adequado ao recinto. Esse fluxo de ar depende da diferença de pressão do ar entre os ambientes internos e externos, da resistência ao fluxo de ar que as aberturas e obstruções oferecem além de uma série de implicações relativas à incidência do vento e forma do edifício. As pressões do ar sobre um edifício podem ser causadas, portanto, pelo vento ou pela densidade do ar interna e externamente ou, ainda, por ambas as forças ao mesmo tempo. Os ventos promovem a movimentação do ar no ambiente e esse efeito produz a ventilação chamada, pelas autoras, de “ação dos ventos”. O “efeito chaminé” é o causado pela diferença de densidade. 8WWW.UNINGA.BR CO NF OR TO II | U NI DA DE 1 ENSINO A DISTÂNCIA A densidade é a relação entre a massa de um material e o volume por ele ocupado. Para saber mais acesse: <https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/quimica/o-que-e-densidade.htm>. Acesse: <https://www.youtube.com/watch?v=f7KVHyLBcfg>. Diante desses dois efeitos, considera-se que a ventilação natural pode ser produzida de duas formas: • ventilação por ação dos ventos; • ventilação por efeito chaminé. Quando a ventilação natural de um edifício é criteriosamente estudada, verifica- se a conjugação dos dois processos. No entanto, a simultaneidade dos processos pode resultar na soma das forças, ou pode agir em contraposição e prejudicar a ventilação dos ambientes. A identificação de ocorrência de uma ou de outra situação depende da análise de cada caso, especificamente. A ocupação dos edifícios por pessoas, máquinas e equipamentos e a exposição à radiação solar vão ocasionar, nos ambientes internos, temperaturas superiores às do ar externo. Esse acréscimo de temperatura, no caso de inverno nos climas quentes ou no caso geral de climas frios, pode ser um fator positivo, porém, na época de verão dos climas temperados ou durante todo o ano em climas quentes certamente será um fator negativo, agravante das condições térmicas ambientais (FROTA; SCHIFFER, 2001, p. 125). Vale destacar que, de acordo com o período do ano a ventilação, tem como objetivo atender razões higiênicas ou térmicas, conforme Figura 1: 9WWW.UNINGA.BR CO NF OR TO II | U NI DA DE 1 ENSINO A DISTÂNCIA Figura 1 – Efeito de vento e calor no inverno e no verão. Fonte: Rivero (1985). • Nas regiões de climas frios, com baixas temperaturas, deve prevalecer uma ventilação baseada em razões higiênicas; • Nas regiões de clima tropical, onde a temperatura se mantém sempre acima da requerida pelo conforto, deve prevalecer uma ventilação baseada em razões térmicas. É interessante conhecer uma caracterização geral de cada um dos tipos de clima do Brasil: a) clima equatorial úmido: também conhecido como clima equatorial úmido da convergência dos ventos alísios, é o tipo climático que envolve praticamente toda a faixa da Amazônia localizada no Brasil, sendo basicamente controlado pela massa de ar Equatorial Continental. Os ventos alíseos, nesse caso, são aqueles que sopram das áreas de média latitude (tanto no Norte quanto no Sul) para a linha do equador. Em função da grande quantidade de umidade emitida pela floresta através do processo de evapotranspiração, as amplitudes térmicas são baixas, haja vista que a maior presença de água no ar ajuda a conservar as temperaturas. Por isso, as médias térmicas mensais ao longo do ano variam entre 24 e 27ºC. As chuvas são constantes, do tipo de convecção, pois o ar úmido e quente eleva-se e condensa- se diante das temperaturas menores das áreas mais elevadas da atmosfera. Por isso, as médias pluviométricas permanecem com valores elevados, entre 1500 mm e 2500 mm por ano. 10WWW.UNINGA.BR CO NF OR TO II | U NI DA DE 1 ENSINO A DISTÂNCIA b) clima tropical seco e úmido: também chamado de clima tropical alternadamente seco e úmido, esse tipo climático ocupa a maior área do país, envolvendo quase toda a região Centro-Oeste, o Centro-Sul do Tocantins, algumas faixas da região Nordeste e também partes do Sudeste brasileiro. É conhecido por apresentar duas estações bem definidas ao longo do ano: uma quente e chuvosa e outra fria e seca. Esse comportamento da atmosfera nessa região explica-se pelo fato de que, durante a estação mais quente, predomina a influência da massa Equatorial Continental, advinda do norte do país. Já durante a estação mais fria, essa massa de ar recua e passa a predominar a massa Tropical Atlântica, advinda do litoral e que chega ao interior do país praticamente sem umidade, em razão da influência da continentalidade. Anualmente, as médias térmicas variam entre 20ºC e 28ºC, com um índice de chuvas em torno de 1500 mm por ano. c) clima tropical seco: esse tipo climático, corretamente denominado por clima tropical tendendo a seco pela irregularidade de ação das massas de ar, concentra-se em uma estreita área da região Nordeste, mais precisamente no sertão nordestino. Como o próprio nome indica, trata-se de um tipo climático quente e seco, quase árido (por isso a nomenclatura “semiárido”), com médias pluviométricas anuais não maiores do que 1000 mm, concentradas em poucos meses do ano. Na maior parte do ano, predomina a influência da massa Equatorial atlântica que, apesar de ser oriunda do oceano, alcança essa região com pouca umidade, em função dos obstáculos oferecidos pelo relevo. Da mesma forma acontece com as outras massas de ar, que encontram obstáculos e têm dificuldade de chegar a essa localidade, sobretudo por se tratar de uma área de depressão relativa interplanáltica. d) clima litorâneo úmido: como o próprio nome indica, é a faixa climática que se estende ao longo do litoral brasileiro, entre os estados do Rio Grande do Norte e São Paulo. É um clima quente e úmido, semelhante ao da Amazônia, porém com uma amplitude térmica maior. Na maior parte do ano, predomina a influência da massa Tropical Atlântica, enquanto, no inverno, a massa polar atlântica avança e provoca a diminuição rápida das temperaturas, sobretudo nas faixas mais ao sul. Essa dinâmica explica a existência de duas principais estações, uma quente e muito úmida e outra fria e relativamente úmida. Nessa região, há formas de relevo que barram a umidade dos ventos que circulam nos sentidos Leste-Oeste e Norte- Sul, provocando a ocorrência de chuvas orográficas e propiciando que o interior do país receba menos umidade ao longo do ano. As médias de pluviosidade variam entre 1500 e 2000 mm por ano. 11WWW.UNINGA.BR CO NF OR TO II | U NI DA DE 1 ENSINO A DISTÂNCIA e) clima subtropical úmido: abrange a porção sul do país, com um clima úmido e mais frio do que os demais. A massa de ar predominante é a Tropical Atlântica, com influência de massas polares durante o inverno, de modo que o encontro dessa frente polar com frentes quentes provoca as chamadas chuvas frontais. Nessa faixa climática, as chuvas são constantes e bem distribuídas ao longo do ano, existindo secas apenas em casos de anomalias climáticas eventuais. O índice médio de pluviosidade anual gira em torno de 1500 mm e as temperaturas médias variam entre 18 e 22ºC mensais. Fonte:<https://mundoeducacao.bol.uol.com.br/geografia/classificacao-dos- climas-no-brasil.htm>. Para trabalhar com a ventilação, devemos sempre buscar projetar espaços fluidos, de uma forma em que o vento possa transitar entre os ambientes, possibilitando uma maior qualidade da ventilação, conforme mostra a Figura 2. Figura 2 – Espaços Fluidos. Fonte: Lambert; Dutra; Pereira (2012).Vale lembrar que é de extrema importância a atenção nos seguintes pontos para um melhor aproveitamento da ventilação natural: • Usar a forma e a orientação da edificação como ponto de partida para o projeto. A correta orientação é fundamental para um bom projeto; • Explorar a exposição da edificação às brisas das estações do ano; • Projetar e prever zonas de sombreamento que auxiliem na queda da temperatura e possibilitem a ventilação. Agora que exploramos os aspectos iniciais da ventilação natural, em específico sobre seus efeitos de pressão, abordaremos no próximo ponto a influência das aberturas nas condições do movimento do ar. 12WWW.UNINGA.BR CO NF OR TO II | U NI DA DE 1 ENSINO A DISTÂNCIA 2.1 INFLUÊNCIA DAS FORMAS E ABERTURAS NA VENTILAÇÃO NATURAL Para trabalhar com a ventilação natural, é interessante que saibamos sobre a INÉRCIA DOS VENTOS. Esse é um artifício que pode ser usado para que o conforto térmico seja atingido. Quando o vento penetra num local, sua própria inércia faz com que mantenha a direção originária até encontrar um elemento que o detenha, somente assim, se desvia em direção à abertura. Figura 3 – Entrada do vento e inércia. Fonte: Lamberts; Dutra; Pereira (2012). A direção do vento também muda no momento em que a pressão negativa prevalece, isto é, conforme o ar esquenta este perde densidade e se torna mais leve, com uma pressão negativa. Em contraponto, o ar mais frio e por sua vez mais denso, exerce uma pressão positiva e tende a se concentrar na parte inferior do ambiente. Figura 4 – Ventos mudando conforme a pressão negativa. Fonte: Lamberts; Dutra; Pereira (2012). 13WWW.UNINGA.BR CO NF OR TO II | U NI DA DE 1 ENSINO A DISTÂNCIA Sobre as formas e aberturas (formato do prédio ou casa, janelas, portas etc.), destacamos também que: • Assentamentos habitacionais ou conjuntos habitacionais – com altura uniforme produzem uma nova “superfície” que se torna o novo limite inferior do fluxo do vento; • A dimensão da esteira – isto é, o efeito em que o vento, ao atingir obstáculos, separa o seu fluxo contínuo e, consequentemente, gera uma zona de turbulência. Esse efeito, por sua vez, produz um aumento da velocidade do ar, decorrente da união de zonas de pressões diferentes, e ocasiona a formação de redemoinhos com fluxo de ar turbulento, que se mantém a uma considerável distância do edifício. Sendo assim, esses redemoinhos são formados na parte posterior, produzindo uma região que se costuma chamar de sombra do vento – varia em função da direção dos ventos e da forma do edifício. Figura 5 – Maneiras que o vento passa pelos edifícios de acordo com as formas e aberturas. Fonte: Lamberts; Dutra; Pereira (2012). Na Figura 5 podemos observar a influência da implantação dos volumes e, por sua vez, as zonas de redemoinho – efeito esteira. Na Figura 6 observamos a influência do espaçamento das edificações em relação ao efeito esteira. Ao aproximarmos os edifícios condicionamos o bolsão de ar entre os edifícios, produzindo uma nova inércia do vento e aumentando o efeito esteira do vento. 14WWW.UNINGA.BR CO NF OR TO II | U NI DA DE 1 ENSINO A DISTÂNCIA Figura 6 – Dimensão da zona de esteira – Onde: Ec = Espaçamento, Es = Esteira descendente e Eb = Esteira As- cendente. Fonte: Evans (1979); Boutet (1987). De acordo com a forma e orientação dos edifícios a zona de esteira é modificada. Edifícios mais alongados que estão orientados de acordo com os ventos predominantes possuem uma zona de esteira menor se comparados com edifícios orientados perpendicularmente aos ventos predominantes. Na Figura 7 podemos observar as influências destas orientações e suas respectivas consequências. Figura 7 – Comportamento de ar em torno em “L” e em “U”. Fonte: Evans (1979); Boutet (1987). Ventos predominantes são os ventos mais comuns no local analisado. 15WWW.UNINGA.BR CO NF OR TO II | U NI DA DE 1 ENSINO A DISTÂNCIA 2.2 BARREIRAS DE VENTO Lamberts, Dutra e Pereira (2012) explicam que barreiras de vento podem ser vegetação e superfícies edificadas. Os autores afirmam que quanto mais alta a barreira, maior a sombra de vento que ela produz e, quanto mais larga a barreira, mais extensa a sombra de vento que será produzida. Ou seja: • Sobe a barreira – sobe a sombra de vento. • Alarga a barreira – fica extensa a sombra de vento. A redução da velocidade do vento e o aumento da sombra de vento também podem ser obtidos conforme se cria barreiras mais densas, como edifícios, ou mais porosas, como árvores. Veja na Figura 8: Figura 8 – Sombra de vento em função do tipo de barreira e sua altura. Fonte: adaptado de Lechner (2001, apud Lamberts; Dutra; Pereira, 2012). 2.3 Zonas de pressão Candido e Bittencourt (2010) afirmam que a circulação de ar na atmosfera pode ser classificada em movimentos verticais e horizontais. A primeira, vertical, é gerada pelo aquecimento do ar na faixa Equatorial, em função da maior intensidade de radiação solar que chega a essa região da Terra. O ar aquecido se expande, torna-se menos denso e sobe verticalmente, o que cria as zonas de baixa pressão. Deslocadas em direção a estas zonas de baixa pressão, as correntes de ar vindas das regiões subtropicais geram uma circulação horizontal. Aqui, o ar aquecido sobe até determinado ponto no qual volta a se resfriar e, assim, desce na faixa subtropical. Esse movimento produz as zonas de alta pressão, que se dirigem para as direções norte e sul. 16WWW.UNINGA.BR CO NF OR TO II | U NI DA DE 1 ENSINO A DISTÂNCIA As zonas de pressão servem para promover ventilação Vertical: O ar quente tende a se acumular nas partes mais elevadas da edificação, assim a retirada deste ar quente, por aberturas em diferentes níveis, pode criar um fluxo de ar. Essa ventilação pode ser criada por meio de aberturas no telhado que funcionam como exaustores eólicos. Figura 9 – Ventilação Vertical. Fonte: Lambert; Dutra; Pereira (2012). As diferenças de pressão, portanto, podem ser causadas pelo vento ou por diferenças de temperatura, o que configura dois tipos principais de ventilação passiva: a ventilação cruzada e a ventilação por efeito chaminé. Pelo chamado efeito chaminé, que estudaremos logo mais, o ar mais frio, mais denso, exerce pressão positiva; o ar mais quente, por tornar-se menos denso, exerce baixa pressão e tende a subir criando correntes de convecção. Na ventilação cruzada, que também estudaremos mais detalhadamente a seguir, exploram-se os efeitos de pressão negativa e positiva que o vento exerce sobre a edificação ou qualquer outro anteparo. Para proporcionar uma boa ventilação natural é preciso posicionar as aberturas em zonas de pressão oposta. Zonas de Pressão Estática: a pressão estática é exercida nas superfícies adjacentes, por um volume de fluido. Um exemplo é a pressão exercida pela água nas paredes de um reservatório. Na aerodinâmica, a ação da pressão estática é exercida pela atmosfera somada à pressão causada pela diferença de densidade entre o ar interno e externo às edificações. Zonas de Pressão Dinâmica: a pressão dinâmica é produzida pela força da velocidade do vento, assim, relaciona-se com a energia cinética do movimento da corrente de ar. Algumas vezes é chamada pressão de estagnação nos pontos onde a velocidade é levada a zero e a energia cinética é transformada em pressão. Os sinais de positivo (+) e negativo (-) nas próximas figuras referem- se aos valores de pressão nas regiões assinaladas, tendo como referência a pressão atmosférica do local. Do ponto de vista científico, temos que as pressões são sempre positivas. A nomenclatura com os sinais de positivo e negativo é muito utilizada porque facilita a compreensão do efeito de pressão do escoamento sobre as superfícies do edifício. As zonas do escoamento. 17WWW.UNINGA.BR CO NF OR TO II | U NI DA DE 1 ENSINO A DISTÂNCIA Figura 10 - Campos de pressão em um corpo aerodinâmico. Fonte: adaptado de Aynsley;Melborne; Vickery (1977). Figura 11 - Campos de pressão em um cubo. Fonte: adaptado de Givoni (1976). 18WWW.UNINGA.BR CO NF OR TO II | U NI DA DE 1 ENSINO A DISTÂNCIA 2.4 VENTILAÇÃO DINÂMICA Para tratar sobre a ventilação dinâmica, vamos analisar a diferença de pressão: O ar flui sempre de um ponto de alta pressão para um ponto de baixa pressão. Isso significa que a velocidade do ar em uma instalação é sempre maior nas aberturas voltadas para a direção dos ventos. Quando uma corrente de ar perde velocidade, a pressão sobe. Quanto maior a diferença de pressão maior será a velocidade do ar. Figura 12 – Ventilação dinâmica. Fonte: Lamberts; Dutra; Pereira (2012). 2.4.1 Ventilação térmica A ventilação térmica é um tipo de ventilação dinâmica que ocorre quando há diferenças de temperaturas: o ar quente tem pressão negativa porque é mais leve e sobe, o ar frio tem pressão positiva porque é mais pesado e tende a se concentrar em baixo. Essa diferença de temperatura é a base para a ventilação dinâmica. As diferenças de temperatura podem ocasionar: a) Efeito Chaminé: aberturas em diferentes níveis podem gerar um fluxo de ar ascendente, retirando o ar mais quente através de lanternins, exaustores eólicos e aberturas zenitais. Figura 13 – Efeito chaminé. Fonte: Lamberts; Dutra; Pereira (2012). 19WWW.UNINGA.BR CO NF OR TO II | U NI DA DE 1 ENSINO A DISTÂNCIA b) Ventilação Cruzada: a ventilação cruzada acontece pelo diferencial de pressão provocado pelo vento na edificação. Dizemos que onde a zona de pressão positiva acontece é na área à barlavento – ou seja, por onde o vento entra – e a zona de pressão negativa acontece à sotavento – por onde o vento sai. Barlavento é um termo náutico que significa a direção onde sopra o vento em uma embarcação. (Figurativo) Situação favorável. - Os velejadores venceram a prova porque aproveitaram todos os ventos à barlavento. - O funcionário está em uma situação barlavento, porque toda a Diretoria aprova suas ações. Fonte: <https://www.dicionarioinformal.com.br/barlavento/>. Sotavento é a direção para onde sopra o vento ou lado contrário de onde vem o vento. Também pode ser um lugar protegido do vento. - Deixemos as velas a sotavento. - Protejamos os víveres a sotavento. Fonte: <https://www.dicionarioinformal.com.br/sotavento/>. Figura 14 – Tipos de posicionamento de aberturas para ventilação cruzada. Fonte: Valadão (2016). 20WWW.UNINGA.BR CO NF OR TO II | U NI DA DE 1 ENSINO A DISTÂNCIA Sobre o efeito chaminé, Frota e Schiffer (2001) afirmam que o estudo desse tipo de ventilação é feito considerando apenas as diferenças de pressões geradas nas diferenças de temperaturas do ar interno e externo ao edifício. As autoras explicam que os ganhos de calor de um edifício causam a elevação da temperatura do ar em seu interior. Assim, o ar aquecido torna-se menos denso e possui uma tendência natural a subir. Com esse conhecimento, sabe-se que, caso o recinto tenha as aberturas próximas ao piso e próximas ao teto, ou no próprio teto, o ar interno, que está mais quente que o externo, tenderá a sair pelas aberturas altas enquanto o ar externo, mais frio, entra pelas aberturas mais baixas. Frota e Schiffer (p. 135, 2001) ressaltam que “o fluxo do ar será tanto mais intenso quanto mais baixas forem as aberturas de entrada de ar e quanto mais altas forem as aberturas de saída de ar”. Para compreender melhor, analise a Figura 15: Figura 15 – Efeito chaminé conforme aberturas. Fonte: Frota; Schiffer (p. 135, 2001). Em a), temos o fenômeno das diferenças de pressão entre interior e exterior do edifício ocasionadas pela diferença de temperaturas interna e externa em uma caixa de aresta. Nessa caixa, a temperatura do ar interior é mais elevada que a temperatura do ar externo. Uma abertura periférica horizontal, localizada logo abaixo da face superior do cubo, causará uma distribuição de pressões, conforme os vetores presentes na Figura 15 a). Nessa caixa, o interior estará em estado de subpressão ou rarefação, e as pressões interna e externa se igualam na abertura. (FROTA; SCHIFFER, 2001). Já na Figura 15 b), a abertura foi feita próxima à base do cubo, então, as pressões interna e externa se igualam no rasgo e as diferenças de pressões interna e externa ao longo do cubo estão representadas pelos vetores. Nesse cubo, há o estado de sobrepressão ou compressão. 21WWW.UNINGA.BR CO NF OR TO II | U NI DA DE 1 ENSINO A DISTÂNCIA Na terceira parte da figura, temos rasgos simultâneos horizontais e próximos às faces superior e inferior do cubo, o que pode proporcionar depressão na região inferior e sobrepressão na superior. Nesse caso, com essas condições, o ar entra pelo rasgo inferior e sai pelo rasgo superior, assim, as diferenças de pressão estão distribuídas segundo os vetores na Figura 15 c). Veja a linha em que se dá a passagem da condição de subpressão do ar interno para a condição de sobrepressão. A essa zona, em que não há diferença de pressão interna e externa (é nula), dá-se o nome de Zona Neutra (ZN) e, nessa cota, uma pequena abertura não ocasiona fluxo de ar, o ar não entrará nem sairá neste ponto (FROTA; SCHIFFER, 2001). A ventilação cruzada é uma das melhores técnicas para ventilação em um ambiente. Sua exigência é que haja, basicamente, duas aberturas em paredes diferentes e conhecimento sobre a orientação de dois ventos desejáveis em períodos quentes. Existem inúmeras possibilidades de aberturas em diferentes paredes para que se formem túneis de vento, com maiores ou menores velocidades de vento, curvas no curso da ventilação, ventilação mais efetiva, distribuição adequada do ar no ambiente. (LAMBERTS, DUTRA; PEREIRA, 2012). 2.5. CAPTADORES DE VENTO, PEITORIS VENTILADOS, MANSARDAS, LANTERNINS E TORRES DE VENTILAÇÃO A ventilação vertical é muito prática para quando se precisa retirar o ar quente que tende a se acumular nas regiões mais altas da edificação como as coberturas e áticos. Para este fim, Lamberts, Dutra e Pereira (2012) indicam que se utilize o Lanternim que é um elemento que retira o calor acumulado na cobertura. Para isso, o Lanternim possui aberturas em ambas as extremidades e favorece a ventilação cruzada. Essas telas devem ser protegidas contra insetos e, caso seja necessário, devem incluir controle. O peitoril ventilado permite a entrada de ventilação abaixo da abertura. Também precisa de telas contra mosquitos e outros animais e de elementos para bloquear o ar frio no inverno. O peitoril ventilado permite a entrada de ar que circula no ambiente e sai pela cobertura através dos lanternins, mansardas ou torres de ventilação. Lanternin MB Vídeo com explicação sobre o funcionamento de um modelo de lanternim: <https://www.youtube.com/watch?v=qAshzM6y6zo>. 22WWW.UNINGA.BR CO NF OR TO II | U NI DA DE 1 ENSINO A DISTÂNCIA Figura 16 – Peitoril ventilado. Fonte: Candido (2008). As mansardas ou água-furtada são uma alternativa interessante para ventilação de áticos ocupados. Trata-se de uma janela disposta sobre o telhado de um edifício para iluminar e ventilar seu desvão – espaço entre o telhado e o forro – e, por extensão, o próprio desvão, que pode até se tornar mais um cômodo de uma casa. Desvão: espaço entre o telhado e o forro ou por baixo das escadas, onde se guardam trastes. Recanto, esconderijo. (Var.: esvão). Desvão é sinônimo de: esconderijo, recanto. Definição de Desvão Classe gramatical: substantivo masculino. Separação silábica: des-vão. Plural: desvãos. Femininos: desvã, desvoa, desvona . Fonte: <https://www.dicio.com.br/desvao/>. 23WWW.UNINGA.BR CO NF OR TO II | U NI DA DE 1 ENSINO A DISTÂNCIA Jules Hardouin Mansart deu prestígio à mansarda ao utilizá-la na construção do Palácio de Versalhes. O Palácio de Versalhes foi a principal residência real da França de 1682, no reinado de Luís XIV, até o início da Revolução Francesa, em 1789, sob Luis XVI. Está localizadono departamento de Yvelines, na região de Île-de-France, a cerca de 20 quilômetros (12 milhas) a sudoeste do centro de Paris. O palácio é agora um Monumento Histórico Francês e um Patrimônio Mundial da UNESCO, notável especialmente para o cerimonial Salão dos Espelhos, a Ópera Real, como uma joia, e os apartamentos reais; para as residências reais mais íntimas, o Grand Trianon e o Petit Trianon localizados dentro do parque; o pequeno e rústico Hameau (Hamlet) criado para Maria Antonieta; e os vastos Jardins de Versalhes, com fontes, canais e canteiros de flores geométricos, desenhados por André le Nôtre. O palácio foi despojado de todos os seus móveis após a Revolução Francesa, mas muitas peças foram devolvidas e muitas das salas do palácio foram restauradas. Arquitetura e plano O Palácio de Versalhes oferece uma história visual da arquitetura francesa do século XVII até o final do século XVIII. Começou com o chateau original, com os telhados de mansarda de tijolo e pedra e ardósia inclinada do estilo Luís XIII usados pelo arquiteto Philibert Le Roy. Tornou-se, então, mais grandiosa e monumental, com a adição das colunatas e telhados planos dos novos apartamentos reais no estilo clássico francês ou Luís XIV, concebidos por Louis Le Vau e depois por Jules Hardouin-Mansart. Concluiu-se no estilo neoclássico de Louis XVI mais leve e mais gracioso do Petit Trianon, completado por Ange-Jacques Gabriel em 1768. O palácio foi em grande parte completado pela morte de Luís XIV em 1715. O palácio orientado para o leste tem uma disposição em forma de U, com o corpo de logis e as asas secundárias simétricas avançando com o Pavilhão Dufour ao sul e o Pavilhão Gabriel ao norte, criando um extenso cour d’honneur conhecido como o Royal Court (Cour Royale). Flanqueando a Corte Real estão duas enormes asas assimétricas que resultam em uma fachada de 402 metros (1.319 pés) de comprimento. Abrangendo 67.000 metros quadrados (721.182 pés quadrados) o palácio tem 700 quartos, mais de 2.000 janelas, 1.250 lareiras e 67 escadarias. A fachada do castelo original de Louis XIII é preservada na entrada da frente. Construído de tijolo vermelho e enfeites de pedra cortada, o layout em forma de U envolve um pátio de mármore preto e branco. No centro, um corpo de vanguarda de três andares, com oito colunas de mármore vermelho sustentando uma sacada de ferro forjado dourada, é encimado por um triângulo de estátuas de chumbo ao redor de um grande relógio cujas mãos foram paradas após a morte de Luís XIV. O resto da fachada é completado com colunas, varandas de ferro forjado, pintadas e douradas, e dezenas de mesas de pedra decoradas com consoles segurando bustos de mármore de imperadores romanos. No topo do telhado de ardósia da mansarda estão elaboradas janelas de sótão e coberturas de telhado de chumbo que foram adicionadas por Hardouin-Mansart em 1679-1681. 24WWW.UNINGA.BR CO NF OR TO II | U NI DA DE 1 ENSINO A DISTÂNCIA Inspirada na arquitetura barroca das vilas italianas, mas executada no estilo clássico francês, a frente do jardim e as alas foram encerradas em pedra de cantaria branca conhecida como enveloppe em 1668-1671, por Le Vau e modificada por Hardouin-Mansart em 1678-1679. O exterior possui um rés-do-chão rústico e arcado, suportando um piso principal com janelas redondas divididas por relevos e pilastras ou colunas. O sótão tem janelas quadradas e pilastras e é coroado por uma balaustrada com troféus esculpidos e vasos de chama que dissimulam um telhado plano. Veja fotos e mais informações sobre essa obra: <https://hisour.com/pt/palace-of- versailles-france-38429/>. 3 - VENTILAÇÃO ARTIFICIAL Também conhecida como ventilação mecânica é aquela que, obviamente, é criada por meio de máquinas e equipamentos artificiais, por exemplo, ventiladores e exaustores. A ventilação artificial lança mão de aparelhos mecânicos para criar as diferenças de pressão que provoquem a circulação do ar de acordo com o pretendido e é utilizada quando não há possibilidade de se criar as estratégias de ventilação natural. É bastante interessante que se use os dois tipos juntos: ventilação natural e artificial. Dessa forma, é possível fazer com que a ventilação do edifício atinja sua máxima eficiência e não haja ventos demais que atrapalhem, nem de menos que sufoquem os usuários com calor e abafamento. Ventilação Natural em Edificações - Rio de Janeiro, agos 1. Leonardo Bittencourt 2. Chisthina Cândido. Acesso em: <https://goo.gl/CRnkaa>. 25WWW.UNINGA.BR CO NF OR TO II | U NI DA DE 1 ENSINO A DISTÂNCIA 4 - CONSIDERAÇÕES FINAIS A ventilação nos espaços arquitetônicos pode ser produzida por meios mecânicos (ventiladores, exaustores etc.), também conhecida como ventilação mecânica/artificial; e por meios naturais, sendo denominada ventilação natural. A ventilação natural pode ser usada com três finalidades complementares: • Manter a qualidade do ar nos ambientes internos; • Remover a carga térmica adquirida pela edificação, em decorrência dos ganhos de calor externos e internos; • Promover o resfriamento fisiológico dos usuários. Deve haver cuidado com as aberturas sobre o mesmo plano, pois assim não há ventilação eficaz. Vimos nessa unidade que a forma e a orientação de uma edificação podem influenciar diretamente sobre como será a ventilação neste local. Por isso, para elaborar um projeto que tenha qualidade na ventilação natural, inicialmente, faça uma análise do local para verificar os ventos e os pontos de pressão. Lembre-se que as massas de ar se deslocam de um ponto para outro em função das diferenças de pressão entre esses pontos. Outra informação para se trabalhar sempre é que o fluxo de ar possui inércia, ou seja, tende a se manter na mesma direção até que seja obrigado a mudar direção, por diferencial de pressão ou devido à presença de um obstáculo. Dessa forma, é possível fazer com que o ar circule conforme criamos barreiras, colocamos móveis e até itens de ventilação artificial, o que fará com que haja mais eficiência na ventilação total. 2626WWW.UNINGA.BR U N I D A D E 02 SUMÁRIO DA UNIDADE INTRODUÇÃO ........................................................................................................................................................... 27 1 - CONCEITOS BÁSICOS DE ILUMINAÇÃO E EXIGÊNCIAS HUMANAS DA VISÃO ........................................... 28 1.1. CARACTERÍSTICAS DAS LÂMPADAS ............................................................................................................... 32 2 - A LUZ NATURAL ................................................................................................................................................. 33 2.1 FUNDAMENTOS DO PROJETO DE ILUMINAÇÃO ............................................................................................. 34 2.2 ESTRATÉGIAS DE ILUMINAÇÃO NATURAL ..................................................................................................... 38 3 - ILUMINAÇÃO ARTIFICIAL .................................................................................................................................. 41 3.1 SISTEMAS DE ILUMINAÇÃO .............................................................................................................................. 41 3.2 TIPOS DE LÂMPADAS ....................................................................................................................................... 43 4 - CÁLCULO LUMINOTÉCNICO ............................................................................................................................. 47 5 - CONSIDERAÇÕES FINAIS .................................................................................................................................. 51 ILUMINAÇÃO NATURAL E ARTIFICIAL PROF. ME. BRUNO EDUARDO DOMINGOS ENSINO A DISTÂNCIA DISCIPLINA: CONFORTO II 27WWW.UNINGA.BR CO NF OR TO II | U NI DA DE 2 ENSINO A DISTÂNCIAINTRODUÇÃO Conforto Luminotécnico é o resultado em termos de quantidade, qualidade da luz e sua distribuição em determinados ambientes. Um ambiente provido de luz natural e/ou artificial produz estímulos ambientais, ou seja, dependendo da iluminação, é possível alcançar certos resultados em termos de quantidade, qualidade da luz e sua distribuição, contrastes etc. Para estudar conforto luminotécnico e elaborar projetos adequados, temos que ter em mente que quanto menor for o esforço de adaptação do indivíduo, maior será sua sensação de conforto. Para a Iluminação, tanto natural quanto artificial, a função do ambiente é o primeiro e mais importante parâmetro para a definição de um projeto. Ela irá determinar o tipo de luz que o ambiente precisa. Dessa forma, temos que o primeiro objetivo da iluminação é a obtenção de boas condições de visão associadas à visibilidade, segurança e orientação dentro de um determinado ambiente. Este objetivo está intimamente associado às atividades laborativas e produtivas que variam conforme o cômodo, por exemplo, para escritório, para escolas, bibliotecas, bancos, indústrias etc. O segundo objetivo da iluminação é a utilização da luz como principal instrumento de ambientação do espaço. Com a iluminação temos a criação de efeitos especiais com a própria luz ou podemos dar o destaque para objetos e superfícies ou ao próprio espaço. Este objetivo está intimamente associado às atividades não laborativas, não produtivas, de lazer, de bem-estar e religiosas, o que ocorre em residências, restaurantes, museus e galerias, igrejas etc. Para um projeto de arquitetura, a iluminação é um aspecto muito importante a ser considerado. É relativamente fácil adaptar um edifício para atender as necessidades de conforto visual com a iluminação artificial. Todavia, as soluções fazem aumentar os gastos com energia elétrica, manutenção e, muitas vezes, são mais um adendo ao projeto do que uma solução integrada com outras características e conceitos de conforto. Então, funciona assim: é importante considerar e planejar a iluminação artificial sim, mas o grande diferencial está no bom uso da iluminação natural, nos elementos, como a forma do edifício, as cores, a orientação, a distribuição espacial e outras características que ficam com o projeto desde o início. 28WWW.UNINGA.BR CO NF OR TO II | U NI DA DE 2 ENSINO A DISTÂNCIA 1 - CONCEITOS BÁSICOS DE ILUMINAÇÃO E EXIGÊNCIAS HUMANAS DA VISÃO Para começo de conversa temos que tratar sobre as exigências básicas da visão humana. Do ponto de vista fisiológico, para desenvolvermos determinadas atividades visuais, nosso olho necessita de condições específicas e que dependem muito das atividades que o usuário realiza. Por exemplo: • Para ler e escrever, é necessária uma certa quantidade de luz no plano de trabalho; • Para desenhar ou desenvolver atividades visuais de maior precisão visual (atividades mais “finas” e com maior quantidade de detalhes), necessita-se de mais luz. Mas quantidade de luz não é o único requisito necessário. Para essas atividades a boa distribuição de luz no ambiente e a ausência de contrastes excessivos (como a incidência direta do sol no plano de trabalho e reflexos indesejáveis) também são fatores essenciais. As grandezas e conceitos a seguir relacionados são fundamentais para o entendimento dos elementos da luminotécnica e foram retiradas do Manual Básico de Luminotécnica – indicação de leitura que vale muito a pena para você! As definições do manual apresentadas aqui foram extraídas do Dicionário Brasileiro de Eletricidade e reproduzidas das normas técnicas da Associação Brasileira de Normas Técnicas - ABNT. Primeiro, vale a pena vermos algo sobre as grandezas. Uma fonte de radiação emite ondas eletromagnéticas com diferentes comprimentos, sendo que o olho humano é sensível a somente alguns. Luz é, portanto, a radiação eletromagnética capaz de produzir uma sensação visual. A sensibilidade visual para a luz varia de acordo com o comprimento de onda da radiação e também com a luminosidade. A curva de sensibilidade do olho humano demonstra que radiações de menor comprimento de onda (violeta e azul) geram maior intensidade de sensação luminosa quando há pouca luz (p. ex. crepúsculo, noite, etc.), enquanto as radiações de maior comprimento de onda (laranja e vermelho) se comportam ao contrário. Este fenômeno se denomina Efeito Purkinje. Fluxo Luminoso é a radiação total da fonte luminosa entre os limites de comprimento de onda mencionados (380 e 780 nanômetros - nm). É interessante a leitura do seguinte manual, para aprimorar os conhecimentos acerca do tema: MANUAL LUMINOTÉCNICO PRÁTICO – Osram. Acesse pelo link: https://www.iar. unicamp.br/lab/luz/ld/Livros/ManualOsram.pdf 29WWW.UNINGA.BR CO NF OR TO II | U NI DA DE 2 ENSINO A DISTÂNCIA Se a fonte luminosa irradiasse a luz uniformemente em todas as direções, o Fluxo Luminoso se distribuiria na forma de uma esfera. Tal fato, porém, é quase impossível de acontecer, razão pela qual é necessário medir o valor dos lúmens – unidade de medida do fluxo luminoso (lm) – emitidos em cada direção. Essa direção é representada por vetores, cujo comprimento indica a Intensidade Luminosa. Portanto, é o Fluxo Luminoso irradiado na direção de um determinado ponto. Se, num plano transversal à lâmpada, todos os vetores que dela se originam tiverem suas extremidades ligadas por um traço, obtém-se a Curva de Distribuição Luminosa (CDL). Em outras palavras, é a representação da Intensidade Luminosa em todos os ângulos em que ela é direcionada num plano. Para a uniformização dos valores das curvas, geralmente essas são referidas a 1000 lm. Nesse caso, é necessário multiplicar-se o valor encontrado na CDL pelo Fluxo Luminoso da lâmpada em questão e dividir o resultado por 1000 lm. A luz que uma lâmpada irradia, relacionada à superfície na qual incide, define uma nova grandeza luminotécnica, denominada de Iluminamento ou Iluminância. Como Fluxo Luminoso não é distribuído uniformemente, a Iluminância não será a mesma em todos os pontos da área em questão. Considera-se, por isso, a Iluminância Média (Em). Existem normas especificando o valor mínimo de “Em”, para ambientes diferenciados pela atividade exercida. Figura 1 – Intensidade luminosa (1), Iluminância (2) e curva de distribuição de intensidades luminosas no plano transversal e longitudinal para uma lâmpada fluorescente isolada (A) ou associada a um refletor (B) (3). Fonte: OSRAM (2000). Intensidade Luminosa (cd) Expressa em candelas é a intensidade do fluxo luminoso de uma fonte de luz com refletor ou de uma luminária, projetado em uma determinada direção. Uma candela é a intensidade luminosa de uma fonte pontual que emite um fluxo luminoso de um lúmen em um ângulo sólido de um esferoradiano. Iluminância (E) Expressa em lux (lx) indica o fluxo luminoso de uma fonte de luz que incide sobre uma superfície situada à uma certa distância desta fonte. É a relação entre intensidade luminosa e o quadrado da distância(l/d²). Na prática, é a quantidade de luz dentro de um ambiente, e pode ser medida com o auxílio de um luxímetro. Para obter conforto visual, considerando a atividade que se realiza, são necessários certos níveis de iluminância médios. Os mesmos são recomendados por normas técnicas (ABNT - NBR 5523). Curva de Distribuição Luminosa: pode ser compreendida como um gráfico que expressa a intensidade luminosa de um ponto de luz, em um determinado plano, para todas as direções. Ou seja, é como a distribuição espacial da intensidade luminosa de uma lâmpada refletora ou de uma luminária é distribuída em uma superfície, conforme a Figura 2. 30WWW.UNINGA.BR CO NF OR TO II | U NI DA DE 2 ENSINO A DISTÂNCIA Figura 2 – Curva de distribuição de intensidades luminosas no plano transversal de uma lâmpada incandescente. Fonte: OSRAM (2000). É conhecida como curva de distribuição luminosa que é apresentadaem coordenadas polares (cd/1000 lm) para diferentes planos. São estas curvas que indicam se a lâmpada ou luminária tem uma distribuição de luz concentrada, difusa, simétrica, assimétrica etc. de luz com refletor ou de uma luminária, projetado em uma determinada direção. Das grandezas mencionadas, nenhuma é visível, isto é, os raios de luz não são vistos, a menos que sejam refletidos em uma superfície e aí transmitam a sensação de claridade aos olhos. Essa sensação de claridade é chamada de Luminância. (Figura 3). Em outras palavras, é a Intensidade Luminosa que emana de uma superfície, pela sua superfície aparente (Figura 4). A equação que permite sua determinação é: Como é difícil medir-se a Intensidade Luminosa que provém de um corpo não radiante (através de reflexão), pode-se recorrer a outra fórmula, a saber: 31WWW.UNINGA.BR CO NF OR TO II | U NI DA DE 2 ENSINO A DISTÂNCIA Como os objetos refletem a luz diferentemente uns dos outros, fica explicado porque a mesma Iluminância pode dar origem a Luminâncias diferentes. Vale lembrar que o Coeficiente de Reflexão é a relação entre o Fluxo Luminoso refletido e o Fluxo Luminoso incidente em uma superfície. Esse coeficiente é geralmente dado em tabelas, cujos valores são função das cores e dos materiais utilizados. Figura 3 – Iluminância – Luz incidente não é visível. Fonte: Manual Luminotécnico Prático - Osram (2000). 32WWW.UNINGA.BR CO NF OR TO II | U NI DA DE 2 ENSINO A DISTÂNCIA 1.1. CARACTERÍSTICAS DAS LÂMPADAS As lâmpadas se diferenciam entre si não só pelos diferentes Fluxos Luminosos que elas irradiam, mas também pelas diferentes potências que consomem. Para poder compará-las, é necessário que se saiba quantos lúmens são gerados por watt absorvido. A essa grandeza dá-se o nome de Eficiência Energética (antigo “Rendimento Luminoso”). Em aspecto visual, admite-se que é bastante difícil a avaliação comparativa entre a sensação de Tonalidade de Cor de diversas lâmpadas. Para estipular um parâmetro, foi definido o critério Temperatura de Cor (Kelvin) para classificar a luz. Assim como um corpo metálico que, em seu aquecimento, passa desde o vermelho até o branco, quanto mais claro o branco (semelhante à luz diurna ao meio-dia), maior é a Temperatura de Cor (aproximadamente 6500 K). A luz amarelada, como de uma lâmpada incandescente, está em torno de 2700 K. É importante destacar que a cor da luz em nada interfere na Eficiência Energética da lâmpada, não sendo válida a impressão de que quanto mais clara, mais potente é a lâmpada. Objetos iluminados podem nos parecer diferentes, mesmo se as fontes de luz tiverem idêntica tonalidade. As variações de cor dos objetos iluminados sob fontes de luz diferentes podem ser identificadas através de um outro conceito, Reprodução de Cores, e de sua escala qualitativa Índice de Reprodução de Cores (Ra ou IRC). O mesmo metal sólido, quando aquecido até irradiar luz, foi utilizado como referência para se estabelecer níveis de Reprodução de Cor. Define-se que o IRC neste caso seria um número ideal = 100. Sua função é como dar uma nota (de 1 a 100) para o desempenho de outras fontes de luz em relação a este padrão. Portanto, quanto maior a diferença na aparência de cor do objeto iluminado em relação ao padrão (sob a radiação do metal sólido) menor é seu IRC. Com isso, explica-se o fato de lâmpadas de mesma Temperatura de Cor possuírem Índice de Reprodução de Cores diferentes. Temperatura de Cor (K)/Aparência de cor da Luz é a grandeza que expressa a aparência de cor da luz, sendo sua unidade o Kelvin (K). Quanto mais alta a temperatura de cor, mais branca é a cor da luz. Eficiência Energética (lm/W) é a relação entre o fluxo luminoso e a potência consumida, ou seja, quantos lúmens são gerados para cada watts de energia consumido. Em uma regra geral, quanto maior for a quantidade de lúmens produzidos pela menor quantidade de Watts consumido, mais econômica esta lâmpada será. Sendo assim, com 1 watt de consumo, uma lâmpada incandescente standard clara produz de 10 a 15 lm/W, uma fluorescente compacta DULUX, de 50 a 80 lm/W, e uma vapor de sódio NAV, de 80 a 140 lm/W. Índice de Reprodução de Cor (Ra / IRC) é a medida de correspondência entre a cor das superfícies e sua aparência sob uma fonte de referência. Para determinar os valores do RA/ IRC das fontes de luz, são definidas oito cores de teste, que predominam no meio ambiente. As mesmas são iluminadas com a fonte de luz de referência (com IRC de 100%) e a fonte de luz a ser testada. Quanto menor ou maior for o desvio de rendimento da cor iluminada e testada, melhor ou pior serão as propriedades de rendimento de cor da fonte de luz. Uma fonte de luz com Ra de 100% faz com que todas as cores sejam apresentadas perfeitamente, como se estivessem sob a fonte de luz de referência. Quanto menor for o valor do Ra pior será o rendimento de cores da superfície iluminada. Exemplos: Lâmpadas Halógenas têm um índice de reprodução de cor RA>99, portanto oferecem as propriedades ideais de rendimento de cor. 33WWW.UNINGA.BR CO NF OR TO II | U NI DA DE 2 ENSINO A DISTÂNCIA Figura 4 - Espectro Luminoso de diferentes fontes de luz. Fonte: Lumicenter (2018). O LED possui uma reprodução de cores muito melhor que lâmpadas fluorescentes, mesmo com um IRC igual, isto porque possui espectro de cores contínuo com bons índices de reprodução, mais parecido com a luz do sol, e outras vantagens em termos de qualidade de luz. 2 - A LUZ NATURAL A luz natural está disponível na maior parte das horas do dia, contudo, não é explorada pela maioria dos projetos. Geralmente, por falta de conteúdo em relação a essas estratégias e conceitos necessários ao bom projeto de iluminação e conforto visual (LAMBERTS; DUTRA; PEREIRA, 2012). Em um projeto de iluminação, é importante que haja integração com as necessidades térmicas e acústicas do edifício visto que a luz natural penetra nos ambientes internos pelas aberturas as quais também permitem a entrada de calor, ventos e cheiros, sons e ruídos indesejáveis. Os autores citam o exemplo da janela que “além da luz natural, do calor solar (radiação), da ventilação natural e de ruídos indesejáveis externos, também faz o contato visual e olfativo do usuário com o exterior, tornando-se um elemento essencial no desempenho combinado de todos estes aspectos” (LAMBERTS, DUTRA; PEREIRA, p. 151, 2012). Assim, a iluminação natural deve ser planejada de acordo com as respostas desejadas para cada ambiente. As fontes de luz natural são o sol, o céu e as superfícies edificadas ou não, que fornecem luz direta, luz difusa e luz refletida ou indireta respectivamente. É necessário que se conheça três tipos básicos de céu: CLARO, PARCIALMENTE ENCOBERTO E ENCOBERTO. Esses três tipos traduzem as possíveis variações de luz diurna para poder avaliar a iluminação natural em um ambiente. O céu encoberto ou nublado é usado na maioria das vezes para o cálculo de iluminação natural, pois representa a pior condição em termos de quantidade de luz. A aplicação mais prática do céu encoberto é chamada de Fator de Luz Diurna (FLD), conceito que deu origem à Contribuição da Iluminação Natural (CIN), conforme a norma brasileira NBR 15.215-3 (NBR 15.215-3, 2005). 34WWW.UNINGA.BR CO NF OR TO II | U NI DA DE 2 ENSINO A DISTÂNCIA Figura 5 – Os três principais tipos de céu: claro, parcialmente encoberto e encoberto. Fonte: Lamberts, Dutra E Pereira (p. 152, 2012). Agora que sabemos os conceitos básicos sobre iluminação, vamos ver como aplicar isso nos nossos projetos. 2.1 FUNDAMENTOS DO PROJETO DE ILUMINAÇÃO Para o planejamento de um sistema de iluminação, podemos seguir os passos: • Escolha da lâmpada e da luminária mais adequadas. • Calculo da quantidade de luminárias. • Disposição das luminárias no cômodo. • Calculo de viabilidade econômica. Para desenvolver um projeto, é necessário que se siga uma metodologia e a OSRAM (2000) recomenda as seguintesetapas: 1) Determinação dos objetivos da iluminação e dos efeitos que se pretende alcançar. 2) Levantamento das dimensões físicas do local, lay-out, materiais utilizados e características da rede elétrica no local. 35WWW.UNINGA.BR CO NF OR TO II | U NI DA DE 2 ENSINO A DISTÂNCIA 3) Análise dos Fatores de Influência na Qualidade da Iluminação. 4) Cálculo da iluminação geral (Método das Eficiências). 5) Adequação dos resultados ao projeto. 6) Cálculo de controle. 7) Definição dos pontos de iluminação. 8) Cálculo de iluminação dirigida. 9) Avaliação do consumo energético. 10) Avaliação de custos. 11) Cálculo de rentabilidade Para esse trabalho, é importante conhecermos sobre a Tonalidade de Cor da Luz e a Reprodução de Cores. Um dos requisitos para o conforto visual é a utilização da iluminação para dar ao ambiente o aspecto desejado. Sensações de aconchego ou estímulo podem ser provocadas quando se combinam a correta Tonalidade de Cor da fonte de luz ao nível de Iluminância pretendido. Veja na Figura 6. Figura 6 – Relação de conforto ambiental entre nível de iluminância e tonalidade de cor da lâmpada. Fonte: OSRAM (2000). Estudos subjetivos afirmam que para Iluminâncias mais elevadas são requeridas lâmpadas de Temperatura de Cor mais elevada também. Chegou-se a esta conclusão baseando-se na própria natureza, que ao reduzir a luminosidade (crepúsculo), reduz também sua Temperatura de Cor. A ilusão de que a Tonalidade de Cor mais clara ilumina mais, leva ao equívoco de que com as “lâmpadas frias” precisa-se de menos luz (OSRAM, p. 8, 2000). 36WWW.UNINGA.BR CO NF OR TO II | U NI DA DE 2 ENSINO A DISTÂNCIA Sobre a reprodução das cores, sabe-se que a cor de um objeto é determinada pela reflexão de parte do espectro de luz que incide sobre ele. Isso significa que uma boa Reprodução de Cores está diretamente ligada à qualidade da luz incidente, ou seja, à equilibrada distribuição das ondas constituintes do seu espectro. É importante notar que, assim como para Iluminância média, existem normas que regulamentam o uso de fontes de luz com determinados índices, dependendo da atividade a ser desempenhada no local. Figura 7 - Índice de Reprodução de Cores e exemplos de aplicação. Fonte: OSRAM (2000). 2.2 ESTRATÉGIAS DE ILUMINAÇÃO NATURAL Dentro do projeto de iluminação, vale muito a pena trabalhar com a iluminação natural, como já vimos. Por isso, vamos aprender algumas estratégias de iluminação natural: Pátios e Átrios, Prateleiras de Luz, Cores, Distribuição e posicionamento de janelas, Orientação Iluminação lateral e zenital. A forma do edifício é o que determina as combinações de janelas e aberturas, além do quanto da área de piso terá acesso à luz natural. O comum é que, em edifícios com diversos pavimentos, a luz natural ilumine uma distância de 5 metros e o que estiver além desse limite será parcialmente iluminado. Na Figura 8, todas as plantas têm a mesma área construída, mas veja como há diferentes possibilidades de iluminação (total, parcial e sem iluminação natural) (LAMBERTS, DUTRA; PEREIRA, 2012). 37WWW.UNINGA.BR CO NF OR TO II | U NI DA DE 2 ENSINO A DISTÂNCIA Figura 8 - Iluminação natural em função da geometria em planta. Fonte: Lamberts; Dutra; Pereira (p. 155, 2012). A quantidade de luz disponível na base do átrio depende de uma série de fatores como a cobertura e sua transparência, as paredes internas e a refletância e a geometria do espaço, ou seja, largura e profundidade. O átrio pode ser conceituado como “o espaço luminoso interno envolvido lateralmente pelas paredes da edificação e coberto com materiais transparentes ou translúcidos que admitem luz a ambientes internos da edificação ligados ao átrio por componentes de passagem” (LAMBERTS, DUTRA; PEREIRA, p. 155, 2010). Para saber a quantidade de luz que pode entrar num átrio é por meio de maquetes ou simulação. Um átrio muito pequeno para ser um espaço útil chama-se Poço de Luz e os autores o conceituam como “o espaço luminoso interno que conduz a luz natural para porções internas da edificação” (LAMBERTS, DUTRA; PEREIRA, 2010). As superfícies internas de um poço de luz apresentam acabamento com cores claras que permitem uma alta refletância. As prateleiras de luz são outra estratégia apresentada por Lamberts, Dutra e Pereira (2012). Elas previnem o ofuscamento quando colocadas acima do nível dos olhos e a janela posicionada abaixo da prateleira de luz fica usada para contato visual com o exterior. Uma prateleira de luz age da mesma maneira que os brises horizontais para essa janela e pode-se usar persianas ou outra prateleira de luz no interior para o ofuscamento das janelas acima da prateleira de luz, por onde a luz penetra no ambiente. As prateleiras de luz são interessantes por melhorarem a qualidade da luz natural, além de facilitarem a entrada da luz de forma mais profunda no ambiente. “Um ‘macete’ para fins de pré-dimencionamento da penetração da luz natural no interior é considerar que ela será de 1,5 vezes a altura de uma janela padrão e de 2 vezes a altura de uma janela com uma prateleira de luz” (LAMBERTS; DUTRA; PEREIRA, p. 156, 2012). 38WWW.UNINGA.BR CO NF OR TO II | U NI DA DE 2 ENSINO A DISTÂNCIA Figura 9 – Exemplos Prateleiras de luz e suas várias formas de aplicação para reflexão da luz difusa. Fonte: Baker (2002). Sobre as cores, os autores afirmam que as cores claras refletem melhor a luz para dentro das construções. Telhados claros, da mesma forma, podem aumentar a luz que as claraboias transmitem e, ainda, paredes exteriores e fachadas claras irão refletir melhor a luz para o interior. Para exemplificar, veja a Figura 10. Figura 10 – Refletâncias ideais para superfícies interiores em função de seu posicionamento em relação à janela. Fonte: Lamberts; Dutra; Pereira (2012). Veja a aplicação das prateleiras de luz em uma casa acessando: <https://www. archdaily.com.br/br/771557/casa-contraponto-paul-raff-studio-architects>. 39WWW.UNINGA.BR CO NF OR TO II | U NI DA DE 2 ENSINO A DISTÂNCIA Agora que abordamos janelas, vamos discutir sobre a distribuição e posicionamento de janelas. Vamos continuar com base no trabalho de Lamberts, Dutra e Pereira (2012), os quais afirmam que a entrada da luz natural aumenta com a altura da janela e com a presença de prateleiras de luz. A entrada útil de luz natural é limitada a uma distância de 1,5 vezes a altura da parte superior da janela aproximadamente. Por isso, o teto deve ser posicionado mais alto para que as janelas também possam ficar mais altas. Também é interessante citar que janelas horizontais são capazes de distribuir a luz de maneira mais uniforme do que as janelas verticais. Outra informação útil é que as janelas espalhadas são mais eficientes para distribuir a luz do que janelas concentradas em uma pequena área de parede. O tamanho da janela em relação ao piso, em porcentagem, deve ser de 20% no máximo devido a entrada do calor do verão e as perdas de calor no inverno, veja: Figura 11 – Área da janela em função da área de piso. Fonte: Lamberts; Dutra; Pereira (2012). É muito válido posicionar as janelas de um ambiente em mais de uma parede para favorecer a iluminação bilateral que é muito melhor que a unilateral, visto que a bilateral tem uma distribuição de luz melhor, além de se reduzir o ofuscamento. As janelas posicionadas em paredes adjacentes são capazes de reduzir o ofuscamento porque iluminam a parede em que a outra janela está e isso faz com que se reduza o contraste entre essa janela e sua própria parede. Além das janelas, para um projeto ter uma boa iluminação natural, a orientação conta muito. A mais indicada é a NORTE devido a incidência mais frequente da luz solar, apesar dessa luz vir com o calor, é muito fácil sombrear as aberturas nesse caso. A outra orientação é a SUL, também devido à alta qualidade da luz, branca e fria, apesar da quantidade de luz ser baixa. Essa orientação recebemenos luz solar direta e isso traz menos problemas de ofuscamento, além de ser fácil projetar proteções solares para o sul. As orientações menos indicadas são, portanto, a LESTE e a OESTE porque elas recebem a luz solar direta com maior intensidade no verão e com menor intensidade no inverno, o que dificulta o projeto de proteção solar, pois deve-se considerar ângulos muito baixos de altura solar. Leia sobre a residência Cantareira, acesse: <https://www.archdaily.com.br/br/01- 10571/residencia-cantareira-coletivo-de-arquitetos>. 40WWW.UNINGA.BR CO NF OR TO II | U NI DA DE 2 ENSINO A DISTÂNCIA Sobre iluminação zenital, segundo a norma NBR 15215-1 (ABNT 2005B), esta é a porção de luz natural produzida pela luz que penetra nos espaços internos através dos fechamentos superiores. As duas principais vantagens da iluminação zenital são: iluminação mais uniforme do que a obtida com janelas e mais luz natural é recebida, ao longo do dia, pelo ambiente. A principal desvantagem é o desafio de proteger essas aberturas de radiação solar indesejável, por isso, recomenda-se o uso da iluminação zenital através de vidros posicionados verticalmente. Figura 12 – Tipos de iluminação zenital. Fonte: Lamberts; Dutra; Pereira (p. 258, 2012). Destacamos, da figura, os DOMOS, que são fontes de iluminação zenital construídas em aberturas envidraçadas no telhado. Porém, os domos têm o problema da maior incidência de luz e calor no verão e menor no inverno devido à geometria solar. Por isso, as CLARABOIAS, também presentes na figura, devem ser utilizadas no lugar dos domos sempre que possível. A função dos dois é a mesma, mas as claraboias são mais facilmente sombreadas e permitem uma distribuição da luz durante o ano mais homogênea, já que podem ser orientadas para aproveitar melhor a luz no inverno e evitar a alta incidência no verão. As orientações para as claraboias são as mesmas que para as janelas: orientação sul e norte, evitar leste e oeste. Mais uma vantagem das claraboias é a de levar luz difusa para o ambiente, visto que a luz solar ou do céu pode ser refletida em alguma superfície interna antes de entrar. A principal desvantagem é que se enxerga menos céu do que com os domos e, consequentemente, coleta-se menos luz. Os POÇOS DE LUZ são muito eficientes para a iluminação natural em ambientes que não possuem contato direto com o exterior, porém, a eficiência diminui conforme aumenta a razão entre a sua profundidade e sua largura. Além disso, conforme citado, as paredes devem ser claras ou até mesmo espelhadas, se possível. Já que tratamos de espelhos, mais uma técnica muito inteligente é a iluminação natural direcionada com espelhos em que cria-se um sistema de espelhos que, manualmente ou até mesmo automaticamente, se posicionam melhor para capturar a luz solar e enviá-la para o interior do edifício onde ela pode ser espalhada. Agora se o projeto pretende ter máxima eficiência, vale a pena utilizar as FIBRAS OTICAS, que, ao contrário dos sistemas que usam superfícies refletoras pra conduzir a luz ao interior, usam uma técnica de reflexão total interna muito eficiente. Uma das principais vantagens é a flexibilidade, pois é possível transmitir a luz através de cantos e dobras estruturais e as fibras óticas podem ser utilizadas também com sistemas de iluminação artificial. 41WWW.UNINGA.BR CO NF OR TO II | U NI DA DE 2 ENSINO A DISTÂNCIA O que é Iluminação por Fibra Ótica? - Luz, Decor & Ação! Saiba o que é a iluminação por fibra ótica e onde usar. <https://www.youtube.com/watch?v=3mE5ipvdSIs>. Os pisos transparentes são usados desde o século XIX e servem para transmitir a luz natural para ambientes inferiores, como no subsolo ou em edifícios de vários pavimentos para levar a luz de um piso ao outro. 3 - ILUMINAÇÃO ARTIFICIAL 3.1 SISTEMAS DE ILUMINAÇÃO Muitos profissionais cometem um erro primário num projeto luminotécnico, partindo inicialmente da definição de lâmpadas e/ou luminárias. O primeiro passo de um projeto luminotécnico é definir o(s) sistema(s) de iluminação, respondendo basicamente a três perguntas: 1ª. Como a luz deverá ser distribuída pelo ambiente? 2ª. Como a luminária irá distribuir a luz? 3ª. Qual é a ambientação que queremos dar, com a luz, a este espaço? Para se responder a primeira pergunta, classificamos os sistemas de acordo com a forma que as luminárias são distribuídas pelo ambiente e com os efeitos produzidos no plano de trabalho. Leia mais sobre iluminação natural: <http://www.dicadaarquiteta.com.br/2015/02/iluminacao-natural.html>. 42WWW.UNINGA.BR CO NF OR TO II | U NI DA DE 2 ENSINO A DISTÂNCIA Esta classificação também é conhecida como Sistema Principal. Nela, os sistemas de iluminação proporcionam: a) Iluminação geral: distribuição aproximadamente regular das luminárias pelo teto; iluminação horizontal de um certo nível médio; uniformidade. Vantagens: uma maior flexibilidade na disposição interna do ambiente – layout. Desvantagens: baixo nível de iluminação, grande consumo de energia, possibilidade de ofuscamento Este é o sistema que se emprega mais frequentemente em grandes escritórios, oficinas, salas de aula, fábricas, supermercados, grandes magazines etc. Figura 13 – Iluminação Geral. Fonte: Freshome (2018). b) Iluminação localizada: concentra-se a luminária em locais de principal interesse. Exemplo: Este tipo de iluminação é útil para áreas restritas de trabalho em fábrica As luminárias devem ser instaladas suficientemente altas para cobrir as superfícies adjacentes, possibilitando altos níveis de iluminância sobre o plano de trabalho, ao mesmo tempo em que asseguram uma iluminação geral suficiente para eliminar fortes contrastes. Vantagens: maior economia de energia e podem ser posicionadas de tal forma a evitar ofuscamentos, sombras indesejáveis e reflexões Desvantagens: em caso de mudança de layout, as luminárias devem ser reposicionadas. 43WWW.UNINGA.BR CO NF OR TO II | U NI DA DE 2 ENSINO A DISTÂNCIA 3.2 TIPOS DE LÂMPADAS As lâmpadas são divididas em dois tipos básicos: • Incandescentes – com irradiação por efeito térmico; • Descarga em gases e valores – são as fluorescentes, vapor de mercúrio, de sódio etc.). As lâmpadas incandescentes são as mais comuns, possuem vida útil curta, mas custo inicial baixo. O funcionamento dela é a partir da elevação da temperatura de um filamento submetido à corrente elétrica. Vantagens: tamanho reduzido, funcionamento imediato e desnecessidade de aparelhagem auxiliar. Desvantagens: eficiência luminosa baixa, dissipação de calor e desperdício de energia, ofuscamento. Há três tipos de lâmpadas incandescentes: as comuns, as refletoras/espelhadas e as halógenas. As comuns são as mais conhecidas e mais antigas, possuem o custo inicial bem baixo e o custo global alto, pois a alta temperatura do filamento causa evaporação do tungstênio que se deposita no bulbo e o escurece, o que faz com que o fluxo luminoso diminua e, assim, a lâmpada tem uma duração muito curta. As lâmpadas espelhadas possuem refletor interno para melhorar o direcionamento da luz e, assim, a área espelhada funciona com uma luminária que redireciona a luz para melhorar a eficiência da instalação. As lâmpadas halógenas possuem, além dos gases presentes nas outras, um halogênio, geralmente o iodo, dentro do bulbo. Por ação do halogênio, o fluxo luminoso dura mais, a eficiência é maior e a vida útil também. A desvantagem é que elas necessitam de transformadores para uso da rede elétrica. As Lâmpadas de descarga gasosa são as fluorescentes comuns, as compactas e as lâmpadas de vapor de mercúrio. Não existe um filamento nessas lâmpadas pois a luz é produzida pela excitação de um gás presente entre dois eletrodos conforme a energia elétrica atua. Esse agito produz radiação ultravioleta que é transformada em luz ao atingir as paredes internas do bulbo, que estão revestidas por alguma substancia fluorescente como cristais de fósforo.Essas lâmpadas necessitam de dispositivos auxiliares como reatores e iniciadores (starters). A forma dessas lâmpadas é tubular, com um eletrodo em cada ponta e vapor de mercúrio em baixa pressão. O reator fornece alta voltagem inicial para começar a descarga e limita a corrente para manter a energia com segurança. O starter proporciona a tensão necessária para ocorrer a descarga inicial do gás. Acaba a venda de lâmpadas incandescentes <https://www.youtube.com/watch?v=AHB3jR-Ix7o>. 44WWW.UNINGA.BR CO NF OR TO II | U NI DA DE 2 ENSINO A DISTÂNCIA Em geral, as lâmpadas fluorescentes possuem boa eficiência luminosa e vida média alta (6 mil a 9 mil horas). O fato de apresentarem baixa luminância é vantajoso, pois reduz a possibilidade de ofuscamento. A fluorescente T8 é mais eficiente por ter menor diâmetro, menor potência e fluxo luminoso equivalente ao da fluorescente comum (tipo T12) de 40w, sendo boa alternativa para edificações comerciais. Ainda mais eficientes, as novas lâmpadas fluorescentes do tipo T5, cuja potência é da ordem de 28w, apresentam consumo energético da ordem de apenas 70% da T12 para a mesma luminosidade. A vida útil da T5 é o dobro das anteriores, podendo chegar 16.000 horas. (LAMBERTS; DUTRA; PEREIRA, 2012, p. 236). Atualmente, temos mais um tipo de fluorescente que é a compacta, que substitui muito bem as lâmpadas incandescentes. Os reatores e starters são incorporados ao invólucro compacto junto com o pequeno bulbo fluorescente e podemos encontrar quatro tipos no mercado, as três primeiras com reator e starter incorporados: forma circular com diâmetro padrão; forma compacta com dois ou mais tubos paralelos interconectados; forma compacta com involucro adicional e forma compacta com dois ou mais tubos paralelos interconectados sem dispositivos de partida incorporados. As lâmpadas fluorescentes compactas com reatores eletrônicos são mais eficientes e apresentam um fator de potência mais elevado. Figura 14 – Tipos de lâmpadas fluorescentes compactas. Fonte: Lamberts; Dutra; Pereira (2012, p. 237). Para grandes áreas internas como depósitos e armazéns ou grandes áreas externas, indica- se o uso de lâmpadas a vapor de mercúrio, pois apresentam boa eficiência luminosa e luz branca- azulada. Essas lâmpadas funcionam de maneira similar a das fluorescentes, exigem aparelhagem auxiliar, o vapor de mercúrio fica submetido à alta pressão dentro de um tubo que fica dentro do bulbo que é revestido com pó fluorescente para melhorar a qualidade cromática da luz emitida. Um tipo especial destas lâmpadas é conhecido como luz mista e consiste da lâmpada de bulbo fluorescente com o tubo de descarga ligado em serie com um filamento de tungstênio. A radiação das duas fontes mistura-se harmoniosamente, produzindo uma luz branca difusa de cor agradável. 45WWW.UNINGA.BR CO NF OR TO II | U NI DA DE 2 ENSINO A DISTÂNCIA O filamento age como reator, dispensando o emprego deste e permitindo que a lâmpada seja ligada diretamente na rede. Isso facilita a modernização de instalações de lâmpadas incandescentes por lâmpadas de luz mista, que têm o dobro de eficiência e são cinco a seis vezes mais duráveis (LAMBERTS; DUTRA; PEREIRA, 2012, p. 237). As vantagens das lâmpadas de mercúrio são a duração, luminância média, volume pequeno, boa eficiência luminosa e alta potência. As desvantagens são a pouca qualidade na reprodução de cores, o alto custo inicial e a demora para acender. Também existem as lâmpadas a vapor de sódio. Podem ser de baixa ou de alta pressão, emitem uma radiação monocromática, geralmente amarela ou alaranjada, eficiência luminosa alta e vida média longa. São ótimas para espaços externos que não necessitam de reprodução da cor e o reconhecimento por contrastes é predominante como em estradas, rodovias, estacionamentos, entre outros. Também precisam de aparelhagem auxiliar, o que aumenta seu custo inicial. Elas demoram para atingir o fluxo luminoso máximo e duram bastante tempo (entre 6 mil e 9 mil horas). Atualmente, temos lâmpadas mais modernas: Lâmpada a micro-ondas, lâmpada endura e a de led. A primeira contém uma mistura de gás argônio e enxofre, essa mistura vira uma espécie de plasma quando é submetida a micro-ondas (2,45Ghz) e, assim, emite luz. A eficiência luminosa alcança 110 lumens/watts e a durabilidade é de até 10 mil horas. A luz emitida é de alta qualidade e o espectro é semelhante ao da luz do sol, por isso, é indicada para iluminar ruas, armazéns, fábricas, shoppings, mercados, teatros. As lâmpadas Endura são um tipo de lâmpada fluorescente de indução que não utiliza filamentos elétricos, os quais foram substituídos por bobinas eletromagnéticas que excitam as moléculas de mercúrio que viram vapor e geram os raios ultravioletas. Esses raios acendem a lâmpada quando atravessam a camada fluorescente no bulbo tubular. Isso faz a lâmpada ter vida útil de até 60 mil horas. As lâmpadas de Leds têm sido muito utilizadas atualmente. Os leds são diodos emissores de luz e, quando utilizados como lâmpadas, possuem alta vida útil e grande eficiência energética, além do tamanho reduzido, grande variedade de cores, resistência alta à choques e vibrações, luz dirigida e pouca dissipação de calor. Uma lâmpada de led pode durar até 100 mil horas e consome apenas 1w de energia. Os leds substituíram as lâmpadas e podem ser utilizados em todos os lugares: iluminação geral, sinalização de emergência, de escadas, degraus, assentos de cinemas e teatros, letreiros, fachos, iluminação de destaque e inúmeras outras aplicações. Os leds são tão interessantes que é possível até colocar temporizadores e controladores da luminosidade e da cor. COMO ESCOLHER LAMPADAS LED Você conhece as lâmpadas de LED? No vídeo, o colaborador Higor Pereira explicará tudo sobre lâmpadas LED, seus benefícios e vantagens, como: economia de luz e vida útil maior. Veja o vídeo e entenda qual a lâmpada certa para o seu ambiente. Há também lâmpada de led tubular, dicroica, entre outros modelos. Lembrando sempre de considerar a potência, o número de lumens e o tipo do soquete na hora de escolher a sua! <https://www.youtube.com/watch?v=2CbM-qDFmLo>. 46WWW.UNINGA.BR CO NF OR TO II | U NI DA DE 2 ENSINO A DISTÂNCIA Para facilitar a escolha da lâmpada, veja a figura: Figura 15 – Orientação para comparação e escolha de lâmpadas. Fonte: Lamberts; Dutra; Pereira (2012, p. 240). Aqui estão os dados para comparação: Figura 16 – Dados para comparação e escolha de lâmpadas. Fonte: Lamberts; Dutra; Pereira (2012, p. 240). 47WWW.UNINGA.BR CO NF OR TO II | U NI DA DE 2 ENSINO A DISTÂNCIA 4 - CÁLCULO LUMINOTÉCNICO Para elaborar o projeto luminotécnico temos que fazer a parte do cálculo luminotécnico. Para iniciar o levantamento dos dados usamos o Método dos lumens. Para uma correta elaboração de um projeto luminotécnico é essencial coletar os seguintes dados: 1 - Definir a quantidade de lux para a tarefa de acordo com a tipologia da atividade a ser exercida no local – NBR 5413; 2 - Calcular o K (índice do local) por meio das características físicas do local; 3 - Caracterizar os materiais de revestimento do local e descobrir o fator de utilização da luminária; 4 – Determinar o fator de depreciação; 5 - Calcular quantas lâmpadas serão necessárias para iluminar o recinto. 6 - Caracterizar a iluminação do local através da especificação das lâmpadas: 7 - Cálculo luminotécnico. EXEMPLO: Projetar o sistema de iluminação de um escritório com 5,50m de comprimento 6,20m de largura e 2,85m de altura (pé direito), com mesas de 0,8 metros de altura. Os observadores possuem idade inferior a 40 anos, a velocidade e precisão das luminárias são dispensáveis e o fundo de refletância é superior a 70%. As luminárias serão pendentes – Marca DELTA fechadas (Guarilux), com duas lâmpadas fluorescentes T5 de 28W cada. As luminárias estão instaladas a 2,35m de altura em relação ao piso. O teto está pintado de
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