Projeto de Iluminação - Tipos de Lâmpadas

Prévia do material em texto

PPGEE - UFC / fevereiro de 2011 Renato Sampaio H. de Oliveira 1
Luminotécnica
Profa. Ma. Rebeca Catunda Pereira
Fortaleza, 18 de outubro de 2022
FBUNI
DISCIPLINA DE ELETROTÉCNICA INDUSTRIAL
PPGEE - UFC / fevereiro de 2011 Renato Sampaio H. de Oliveira 2
Projeto de Iluminação – Método de Lúmens
Rebeca Catunda P. M. 2
❑ O projeto de iluminação de um estabelecimento envolve algumas decisões 
preliminares relativas ao local (residência, ginásio, loja, indústria) e ao tipo 
de atividade que será desenvolvida (trabalho bruto, atividades minuciosas 
que exijam iluminamento intenso, etc.), sendo necessário determinar:
1. O tipo de lâmpada para os ambientes: fluorescente, LED, etc.
2. O tipo de iluminação: direta, indireta, semidireta, semi – indireta.
3. As dimensões do local e as cores do teto, parede e piso.
4. As alturas das mesas, bancadas de trabalho ou máquinas a serem operadas, 
conforme o caso.
5. A possibilidade de fácil manutenção das luminárias.
PPGEE - UFC / fevereiro de 2011 Renato Sampaio H. de Oliveira 3
Projeto de Iluminação – Método de Lúmens
Rebeca Catunda P. M. 3
➢ Pode-se determinar o número de luminárias necessárias para produzir 
determinado iluminamento das seguintes maneiras:
▪ Pela carga mínima exigida por normas – Iluminação residencial;
▪ Pelo Método dos Lúmens (PHILIPS e GE);
▪ Pelo Método das cavidades zonais;
▪ Pelo método do Ponto a Ponto.
PPGEE - UFC / fevereiro de 2011 Renato Sampaio H. de Oliveira 4
Projeto de Iluminação – Método de Lúmens
Rebeca Catunda P. M. 4
➢ Fluxo Luminoso ou Potência Luminosa (ɸ):
É a quantidade de luz emitida por uma fonte, 
medida em lúmens (lm), ou seja, é a radiação 
total de uma fonte.
➢ Iluminância ou Iluminamento (E):
É o fluxo luminoso incidente por unidade de 
superfície, medida em lux (lx). 
PPGEE - UFC / fevereiro de 2011 Renato Sampaio H. de Oliveira 5
Projeto de Iluminação – Método de Lúmens
Rebeca Catunda P. M. 5
➢ Classificação das Lâmpadas:
▪ Incandescente 
▪ Descarga
▪ LED
PPGEE - UFC / fevereiro de 2011 Renato Sampaio H. de Oliveira 6
Projeto de Iluminação – Método de Lúmens
Rebeca Catunda P. M. 6
➢ Lâmpadas Incandescentes: 
Possuem um bulbo de vidro em cujo interior existe um filamento de 
tungstênio (com alto ponto de fusão) que é aquecido pela passagem da 
corrente elétrica até a incandescência. Para evitar a oxidação do filamento é 
realizado vácuo no interior do bulbo ou substitui-se o oxigênio por um gás 
inerte.
PPGEE - UFC / fevereiro de 2011 Renato Sampaio H. de Oliveira 7
Projeto de Iluminação – Método de Lúmens
Rebeca Catunda P. M. 7
➢ Tipos de Lâmpadas Incandescentes:
• Iluminação geral
• Decorativas
• Refletoras
• iluminação específica
• Halógenas
PPGEE - UFC / fevereiro de 2011 Renato Sampaio H. de Oliveira 8
Projeto de Iluminação – Método de Lúmens
Rebeca Catunda P. M. 8
➢ Princípio de Funcionamento:
➢ Vantagens:
• Também chamada de luz quente, sua luminosidade pode ser controlada.
• Ligação imediata sem necessidade de dispositivos auxiliares 
• Geralmente são mais baratas.
➢ Desvantagens:
• Alto consumo de energia.
• Baixa eficiência luminosa.
• Alta produção de calor.
PPGEE - UFC / fevereiro de 2011 Renato Sampaio H. de Oliveira 9
Projeto de Iluminação – Método de Lúmens
Rebeca Catunda P. M. 9
➢ Lâmpadas de Descarga:
A luz é emitida pela passagem a corrente elétrica em um gás ou vapor ionizado 
que ao chocar-se com a pintura fluorescente ou cristais de fósforos no interior 
do bulbo, emite luz visível.
PPGEE - UFC / fevereiro de 2011 Renato Sampaio H. de Oliveira 10
Projeto de Iluminação – Método de Lúmens
Rebeca Catunda P. M. 10
➢ Tipos de Lâmpadas de Descarga:
• Fluorescentes
• Vapor de mercúrio 
• Luz mista
• Vapores metálicos
• Vapor de Sódio
PPGEE - UFC / fevereiro de 2011 Renato Sampaio H. de Oliveira 11
Projeto de Iluminação – Método de Lúmens
Rebeca Catunda P. M. 11
➢ Vantagens:
• Eficiências bem superiores do que as incandescentes.
• Alta luminosidade.
• Menor consumo de energia.
➢ Desvantagens:
• São mais caras do que a incandescentes
• Precisam de dispositivos auxiliares como reator e starter.
• Seu brilho não pode ser controlado.
PPGEE - UFC / fevereiro de 2011 Renato Sampaio H. de Oliveira 12
Projeto de Iluminação – Método de Lúmens
Rebeca Catunda P. M. 12
➢ Lâmpadas de LED:
Consideradas as lâmpadas mais modernas, convertem energia elétrica 
diretamente em energia luminosa, através de fitas de leds e circuitos 
eletrônicos.
PPGEE - UFC / fevereiro de 2011 Renato Sampaio H. de Oliveira 13
Projeto de Iluminação – Método de Lúmens
Rebeca Catunda P. M. 13
➢ Vantagens:
• Alta eficiência
• Baixo consumo
• Possui maior resistência 
• Não emite calor e nem raios ultravioleta e infravermelho;
• Maior durabilidade;
• Fácil descarte e reciclagem por não conter chumbo ou mercúrio.
➢ Desvantagens:
• São mais caras 
• Adaptação com as luminárias existentes
• Seu brilho não pode ser controlado.
PPGEE - UFC / fevereiro de 2011 Renato Sampaio H. de Oliveira 14
Projeto de Iluminação – Método de Lúmens
Rebeca Catunda P. M. 14
➢ Passos para Elaboração do Projeto Luminotécnico:
1. Selecionar a iluminância desejada utilizando a NBR 5413, seguida da escolha 
da luminária, lâmpada e reator;
2. Definir o fator do local (K);
3. Encontrar, a partir de K e do fator de reflexão, o fator de utilização (u);
4. Adotar um fator de depreciação (d);
5. Calcular a quantidade de luminárias (N).
PPGEE - UFC / fevereiro de 2011 Renato Sampaio H. de Oliveira 15
Projeto de Iluminação – Método de Lúmens
Rebeca Catunda P. M. 15
1. Selecionar a iluminância desejada (NBR 5413):
Esta norma estabelece um procedimento para a escolha da iluminância, a qual 
pode ser escolhida pelas:
▪ Classes de tarefas visuais 
▪ Tipo de atividade
PPGEE - UFC / fevereiro de 2011 Renato Sampaio H. de Oliveira 16
Projeto de Iluminação – Método de Lúmens
Rebeca Catunda P. M. 16
PPGEE - UFC / fevereiro de 2011 Renato Sampaio H. de Oliveira 17
Projeto de Iluminação – Método de Lúmens
Rebeca Catunda P. M. 17
PPGEE - UFC / fevereiro de 2011 Renato Sampaio H. de Oliveira 18
Projeto de Iluminação – Método de Lúmens
Rebeca Catunda P. M. 18
PPGEE - UFC / fevereiro de 2011 Renato Sampaio H. de Oliveira 19
Projeto de Iluminação – Método de Lúmens
Rebeca Catunda P. M. 19
PPGEE - UFC / fevereiro de 2011 Renato Sampaio H. de Oliveira 20
Projeto de Iluminação – Método de Lúmens
Rebeca Catunda P. M. 20
➢ Para a escolha da iluminância em determinado problema, deve-se 
atender aos três fatores relacionados:
✓ Idade do observador
✓ Velocidade e precisão exigidas na operação
✓ Refletância da superfície onde se desenvolve a tarefa
PPGEE - UFC / fevereiro de 2011 Renato Sampaio H. de Oliveira 21
Projeto de Iluminação – Método de Lúmens
Rebeca Catunda P. M. 21
PPGEE - UFC / fevereiro de 2011 Renato Sampaio H. de Oliveira 22
Projeto de Iluminação – Método de Lúmens
Rebeca Catunda P. M. 22
➢ Para selecionar a iluminância desejada, procede-se da seguinte maneira:
a) Determina-se o peso (-1, 0 ou +1) correspondente a cada característica.
Por exemplo:
• Operários, em média, com menos de 40 anos: -1
• A precisão é importante: 0
• O fundo onde se desenvolve a operação tem uma refletância de 30 a 70%: 0
PPGEE - UFC / fevereiro de 2011 Renato Sampaio H. de Oliveira 23
Projeto de Iluminação – Método de Lúmens
Rebeca Catunda P. M. 23
b) Soma-se algebricamente os valores encontrados: - 1 + 0 + 0 = - 1
c) Se o valor total for igual a -2 ou -3, usa-se a iluminância mais baixa do grupo 
da tabela (classe de tarefas visuais ou por tipo de atividade). 
Se a soma for igual a +2 ou +3, usa-se o maior valor da iluminância. 
Nos demais casos, usa-se o valor central.
PPGEE - UFC / fevereiro de 2011 Renato Sampaio H. de Oliveira 24
Projeto de Iluminação – Método de Lúmens
Rebeca Catunda P. M. 24
➢ Exemplo: Sala de aula
• Iluminação voltada para um público com uma faixa de idade, na maioria 
inferior, à 40 anos
• Velocidadee precisão não são importantes
• Refletância: 30 a 70%
PPGEE - UFC / fevereiro de 2011 Renato Sampaio H. de Oliveira 25
Projeto de Iluminação – Método de Lúmens
Rebeca Catunda P. M. 25
O procedimento é o seguinte: 
a) analisar cada característica para determinar o seu peso (-1, 0 ou +1); 
b) somar os três valores encontrados, algebricamente, considerando o sinal;
c) usar a iluminância inferior do grupo, quando o valor total for igual a -2 ou 
-3; a iluminância superior, quando a soma for +2 ou +3; e a iluminância
média, nos outros casos.
PPGEE - UFC / fevereiro de 2011 Renato Sampaio H. de Oliveira 26
Projeto de Iluminação – Método de Lúmens
Rebeca Catunda P. M. 26
Somando: 
- 1 - 1 + 0 = - 2 ➔ Baixo
PPGEE - UFC / fevereiro de 2011 Renato Sampaio H. de Oliveira 27
Projeto de Iluminação – Método de Lúmens
Rebeca Catunda P. M. 27
PPGEE - UFC / fevereiro de 2011 Renato Sampaio H. de Oliveira 28
Projeto de Iluminação – Método de Lúmens
Rebeca Catunda P. M. 28
“Em todos os casos, sempre que possível, o valor médio das iluminâncias deve 
ser adotado”
PPGEE - UFC / fevereiro de 2011 Renato Sampaio H. de Oliveira 29
Projeto de Iluminação – Método de Lúmens
Rebeca Catunda P. M. 29
2. Definir o fator do local (K):
Onde:
C : Comprimento do local
L : Largura do local
h : Altura da luminária ao plano de trabalho ou seja, altura do pé direito útil.
PPGEE - UFC / fevereiro de 2011 Renato Sampaio H. de Oliveira 30
Projeto de Iluminação – Método de Lúmens
Rebeca Catunda P. M. 30
PPGEE - UFC / fevereiro de 2011 Renato Sampaio H. de Oliveira 31
Projeto de Iluminação – Método de Lúmens
Rebeca Catunda P. M. 31
Onde:
h = Altura do pé direito útil, ou 
seja, distância entre a luminária 
e o plano de trabalho. 
hp = Altura do plano de trabalho.
Hpend = Altura da luminária ao 
teto (pendente).
H = Altura do pé direito total, ou 
seja, do piso ao teto.
PPGEE - UFC / fevereiro de 2011 Renato Sampaio H. de Oliveira 32
Projeto de Iluminação – Método de Lúmens
Rebeca Catunda P. M. 32
3. Encontrar o fator de utilização (u), a partir do fator do local e do fator de 
reflexão, .
Tabela - Fatores de reflexão ou refletâncias 
PPGEE - UFC / fevereiro de 2011 Renato Sampaio H. de Oliveira 33
Projeto de Iluminação – Método de Lúmens
Rebeca Catunda P. M. 33
A partir das tabelas pré-definidas pelos fabricantes de luminárias, encontra-se 
o fator de utilização u através do fator do local K e da refletância do ambiente.
✓ Na tabela a seguir, a refletância é definida por um código de 3 números.
• O primeiro refere-se à reflexão do teto;
• O segundo, refere-se à reflexão das paredes;
• O terceiro, refere-se à reflexão do piso.
PPGEE - UFC / fevereiro de 2011 Renato Sampaio H. de Oliveira 34
Projeto de Iluminação – Método de Lúmens
Rebeca Catunda P. M. 34
PPGEE - UFC / fevereiro de 2011 Renato Sampaio H. de Oliveira 35
Projeto de Iluminação – Método de Lúmens
Rebeca Catunda P. M. 35
4. Adotar um fator de depreciação (d)
Também chamado de fator de manutenção, leva em consideração a 
diminuição do fluxo luminoso de uma luminária provocado pela utilização das 
lâmpadas, pela poeira e sujeira que se depositam e pelo escurecimento 
progressivo das paredes e teto. Desse modo, faz-se uma hipótese quanto ao 
número de horas do período de manutenção.
PPGEE - UFC / fevereiro de 2011 Renato Sampaio H. de Oliveira 36
Projeto de Iluminação – Método de Lúmens
Rebeca Catunda P. M. 36
5. Encontra-se a quantidade de luminárias (N)
Onde:
E = Iluminância desejada (lux)
A = Área do local (m2)
ϕ = Fluxo total da luminária, ou seja, produto do fluxo luminoso de uma 
lâmpada pelo número de lâmpadas da luminária.
u = Fator de utilização
d = Fator de depreciação 
PPGEE - UFC / fevereiro de 2011 Renato Sampaio H. de Oliveira 37
Aplicação
Rebeca Catunda P. M. 37
Exercício 1: Projetar adequadamente a iluminação de um escritório de
engenharia, com 18 m de comprimento, 10 m de largura e 3 m de pé-direito 
(considerar altura do plano de trabalho igual 0,75 m). O teto é branco, as 
paredes são claras, o piso é escuro, com período de manutenção de 5000 h em 
um ambiente normal.
Dados:
▪ Tipo de luminária: 
Embutida no teto, TCS 029 – TLD 2x32W
Comprimento = 1,2 m
Largura = 0,18 m
▪ Tipo de lâmpada: 
Fluorescente TLDRS HF Electronic 32W, 2700 lm, 4100K
Pot. Reator: 6 W
PPGEE - UFC / fevereiro de 2011 Renato Sampaio H. de Oliveira 38
Projeto de Iluminação – Método de Lúmens
Rebeca Catunda P. M. 38
PPGEE - UFC / fevereiro de 2011 Renato Sampaio H. de Oliveira 39
Aplicação
Rebeca Catunda P. M. 39
Exercício 2: Projetar a iluminação de uma sala de projetos com 18 m de
comprimento, 10 m de largura e 3 m de pé-direito (considerar altura do plano 
de trabalho igual 0,75 m e forro de 0,25 m). O teto é branco, as paredes são 
claras, o piso é escuro, com período de manutenção de 5000 h em um 
ambiente limpo. Além disso, a maior parte dos funcionários tem idade inferior 
a 40 anos, velocidade e precisão são importantes para execução das tarefas e a 
refletância de fundo da tarefa é de 68%. Considerar a iluminância pela classe 
de tarefas visuais.
Dados:
▪ Tipo de luminária: Embutida no teto, TCS 029 – TLD 2x32W
Comprimento = 1,2 m
Largura = 0,18 m
▪ Tipo de lâmpada:
Fluorescente TLDRS HF Electronic 32W, 2700 lm, 4100K
Pot. Reator = 6W
PPGEE - UFC / fevereiro de 2011 Renato Sampaio H. de Oliveira 40
Aplicação
Rebeca Catunda P. M. 40
PPGEE - UFC / fevereiro de 2011 Renato Sampaio H. de Oliveira 41
Aplicação
Rebeca Catunda P. M. 41
Exercício 3: Projetar o sistema de iluminação para uma sala com 20 metros de 
comprimento, 10 metros de largura e 3 metros de pé-direito. A sala será 
utilizada como escritório contendo escrivaninhas de 0,80 metros de altura. As 
luminárias serão de sobrepor, do tipo TCS 312 da Philips para duas lâmpadas 
fluorescentes tubulares tipo TLD de 32 W da mesma marca. A tabela de fatores 
de utilização da luminária é apresentada na tabela a seguir. O teto está 
pintado de branco, as paredes de azul claro, o chão esta revestido com piso na 
cor marrom, com período de manutenção de 7500 h em um ambiente sujo. 
Espera-se que a iluminância obtida seja da ordem de 350 lx. Sabe-se que o 
fluxo luminoso emitido pelas lâmpadas TLD de 32W é igual a 3200 lúmens. 
PPGEE - UFC / fevereiro de 2011 Renato Sampaio H. de Oliveira 42
Aplicação
Rebeca Catunda P. M. 42
PPGEE - UFC / fevereiro de 2011 Renato Sampaio H. de Oliveira 43
Aplicação
Rebeca Catunda P. M. 43
Exercício 4: Realizar o dimensionamento da iluminação geral distribuída de um 
ambiente normal, com as seguintes características e especificações:
Comprimento: 8,0 m
Largura: 6,0 m
Altura 2,75 m
Altura do plano de trabalho em relação ao piso: 0,75 m
Refletância do teto: 70 %
Refletância das paredes: 30 %
Refletância do piso: 10 %
Nível de iluminação estipulado: 500 lux
As características da luminária e das lâmpadas são mostradas a seguir.
PPGEE - UFC / fevereiro de 2011 Renato Sampaio H. de Oliveira 44
Aplicação
Rebeca Catunda P. M. 44
PPGEE - UFC / fevereiro de 2011 Renato Sampaio H. de Oliveira 45
Projeto de Iluminação – Método de Lúmens
Rebeca Catunda P. M. 45
➢ Distribuição das luminárias
Uma vez calculado o número de luminárias, devemos proceder à sua 
distribuição sobre uma planta local.
Em locais de planta retangular, as luminárias se distribuem de forma uniforme, 
em filas paralelas aos eixos de simetria do local.
A distância máxima de separação entre as luminárias dependerá da altura das 
luminárias em relação ao plano de trabalho.
PPGEE - UFC / fevereiro de 2011 Renato Sampaio H. de Oliveira 46
Projeto de Iluminação – Método de Lúmens
Rebeca Catunda P. M. 46
➢ Espaçamento entre as luminárias
De uma forma geral, o espaçamento das luminárias igual ou inferior à uma vez 
e meia a distância entre as luminárias e o plano de trabalho. O espaçamento 
entre as paredes deve ser a metade desse valor.
Onde:
eL = Espaçamento máximo entre luminárias
h = Altura da fonte luminosaao plano de trabalho
PPGEE - UFC / fevereiro de 2011 Renato Sampaio H. de Oliveira 47
Aplicação
Rebeca Catunda P. M. 47
▪ Distribuição de 72 luminárias
PPGEE - UFC / fevereiro de 2011 Renato Sampaio H. de Oliveira 48
Aplicação
Rebeca Catunda P. M. 48
PPGEE - UFC / fevereiro de 2011 Renato Sampaio H. de Oliveira 49
Aplicação
Rebeca Catunda P. M. 49
▪ Distribuição de 49 luminárias
PPGEE - UFC / fevereiro de 2011 Renato Sampaio H. de Oliveira 50
Aplicação
Rebeca Catunda P. M. 50
PPGEE - UFC / fevereiro de 2011 Renato Sampaio H. de Oliveira 51
Aplicação
Rebeca Catunda P. M. 51
Exercício 5: Utilizando o Método do Fluxo Luminoso, determinar quantas 
luminárias e a sua disposição para iluminar o ambiente descrito a seguir, de 
acordo com as especificações das normas. Dados:
• O ambiente é uma indústria alimentícia, trabalho com latas, tarefa de 
inspeção de latas no enlatamento. Uma alta produtividade é de grande 
importância. Os usuários do ambiente apresentam uma faixa etária entre 
40 e 55 anos. A velocidade e precisão do trabalho são aspectos críticos. O 
índice de refletância do fundo da tarefa é menor que 30%;
PPGEE - UFC / fevereiro de 2011 Renato Sampaio H. de Oliveira 52
Aplicação
Rebeca Catunda P. M. 52
• O ambiente é muito limpo com manutenção anual;
• Dimensões do ambiente: 30 m de comprimento por 23 m de largura;
• Altura do teto: 5 m;
• Altura das luminárias ao teto: 1 m;
• Luminária voltada para iluminação industrial: HDK 472 - ZDK 473 
• Lâmpada de mercúrio: H.I.D - HPLN 400W; 35000 lm;
• O teto é claro, as paredes são claras, o piso é médio.
PPGEE - UFC / fevereiro de 2011 Renato Sampaio H. de Oliveira 53
Aplicação
Rebeca Catunda P. M. 53
PPGEE - UFC / fevereiro de 2011 Renato Sampaio H. de Oliveira 54
Aplicação
Rebeca Catunda P. M. 54
Projeto
Utilizando o Método de Lúmens (Fluxo Luminoso), determinar quantas 
luminárias e a sua disposição para iluminar o ambiente descrito a 
seguir, de acordo com as normas. Dados:
PPGEE - UFC / fevereiro de 2011 Renato Sampaio H. de Oliveira 55
Aplicação
Rebeca Catunda P. M. 55
• O ambiente é um indústria de vestuário que possui os seguintes setores 
principais: corte, costura, passagem e guarnecimento. O ambiente é limpo com 
manutenção anual;
• Luminária: HDK 472 - ZDK 473 e Lâmpada: HPL-N 400W, 35000 lm
• Dimensões do ambiente: 30 m de comprimento por 25 m de largura;
• Altura do teto: 6 m;
• Altura das luminárias ao teto: 1,25 m;
• Refletâncias: teto (70%), paredes (50%) e piso (10%).
PPGEE - UFC / fevereiro de 2011 Renato Sampaio H. de Oliveira 56
Obrigada!