LUMINOTECNICA

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Eficiência energética: Luminotécnica 
Professor Ronaldo Guimarães
O ser humano e o seu entorno imediato
Conforto Visual pode ser interpretado como uma recepção clara das mensagens visuais de um ambiente luminoso
Iluminação inadequada
 Fadiga Visual
 Desconforto
 Dor de Cabeça
 Ofuscamento
 Redução da Eficiência Visual
 Acidentes
Por que estudar a ILUMINAÇÃO nos ambientes?
Boa Iluminação
 Aumenta a produtividade
 Gera um ambiente agradável
 Evita os problemas relacionados ao lado


LUZ – A base física
Espectro Eletromagnético
NORMAS
NORMA ABNT ISO/CIE 8995-1
 
 A norma NBR ISO 8995 surgiu em substituição a outras duas normas que regulamentavam a iluminação em ambientes corporativos. A ABNT NBR 5413, a qual tratava de iluminância de interiores ou ambientes internos, sua última revisão ocorreu em 1992 e decidiu-se que esta precisava ser mais abrangente. E em substituição a norma ABNT NBR 5382, a qual trazia especificações para iluminação em ambientes de trabalho, essa norma estava sem atualização há cerca de 28 anos, pois a última alteração é de 1985, mas havia sido publicada inicialmente em 1977.
NORMAS
NORMA ABNT ISO/CIE 8995-1
Nível de iluminação;
Distribuição de luminância;
Controle de ofuscamento;
Direcionamento da luz e sombras;
Temperatura de cor;
IRC (Índice de Reprodução de Cor).
Economia de energia;
Maior vida útil do sistema;
Economia de descarte;
Proteção ao meio ambiente.
NR-17 - ERGONOMIA
17.8 Condições de conforto no ambiente de trabalho
17.8.1 Em todos os locais e situações de trabalho deve haver iluminação, natural ou artificial, geral ou suplementar, apropriada à natureza da atividade. 
17.8.2 A iluminação deve ser projetada e instalada de forma a evitar ofuscamento, reflexos incômodos, sombras e contrastes excessivos. 
17.8.3 Em todos os locais e situações de trabalho internos, deve haver iluminação em conformidade com os níveis mínimos de iluminamento a serem observados nos locais de trabalho estabelecidos na Norma de Higiene Ocupacional nº 11 (NHO 11) da Fundacentro - Avaliação dos Níveis de Iluminamento em Ambientes Internos de Trabalho, versão 2018. 
Norma de Higiene Ocupacional nº 11 (NHO 11)
Anexo 1 – 
Procedimentos para determinação da iluminância média 
Este anexo estabelece procedimentos para a verificação da iluminância de interiores de áreas retangulares, por meio da iluminância média sobre um plano horizontal, proveniente da iluminação geral. 
As medições devem ser realizadas de modo que a superfície da fotocélula fique posicionada em um plano horizontal, a uma distância de 0,75 m do piso, exceto nas situações em que a iluminância deva ser medida no nível do piso, conforme os casos indicados na coluna “Observações” do Quadro 1. (pag 20 )
Norma de Higiene Ocupacional nº 11 (NHO 11)
Cálculo da iluminação média 
1.Ambiente de trabalho de área retangular, iluminado com fontes de iluminação com padrão regular, simetricamente espaçadas em duas ou mais fileiras (Figura A1).
1.1 Efetuar as medições na área central, nos pontos r1 a r4 e nos pontos r5 a r8, conforme a Figura A1. Calcular a média aritmética das oito medições (R). 
1.2 Efetuar as medições nos pontos q1, q2, q3 e q4, localizados em lados opostos do ambiente de trabalho, conforme a Figura A1. Calcular a média aritmética das quatro leituras (Q). 
1.3 Efetuar as medições nos pontos t1, t2, t3 e t4, localizados em lados opostos do ambiente de trabalho, conforme a Figura A1. Calcular a média aritmética das quatro leituras (T). 
1.4 Efetuar as medições em dois cantos opostos do ambiente de trabalho, nos pontos p1 e p2, conforme a Figura A1. Calcular a média aritmética das duas leituras (P).
Norma de Higiene Ocupacional nº 11 (NHO 11)
Norma de Higiene Ocupacional nº 11 (NHO 11)
Norma de Higiene Ocupacional nº 11 (NHO 11)
2. Ambiente de trabalho de área retangular com luminária central (Figura A2). 2.1 Efetuar medições nos pontos p1 a p4, conforme Figura A2. A iluminância média é dada pela média aritmética desses quatro pontos (P).
Norma de Higiene Ocupacional nº 11 (NHO 11)
3. Ambiente de trabalho de área retangular com linha única de luminárias (Figura A3).
3.1 Efetuar as medições nos pontos q1 a q8, conforme Figura A3, distribuídos no ambiente de trabalho. Calcular a média aritmética das oito leituras (Q).
3.2 Efetuar medições nos pontos p1 e p2, conforme Figura A3, e calcular a média aritmética (P).
Norma de Higiene Ocupacional nº 11 (NHO 11)
Norma de Higiene Ocupacional nº 11 (NHO 11)
Norma de Higiene Ocupacional nº 11 (NHO 11)
Anexo 2 – 
Aspectos a serem verificados na análise preliminar
Cintilação (flicker)
Termo utilizado para descrever variações de brilho aparente ou de cor de uma fonte luminosa percebida visualmente. 
A cintilação pode provocar fadiga física e psíquica e ocasionar efeitos fisiológicos como dor de cabeça, incômodo visual e estresse. 
Pode ser resultado de pequenas flutuações de tensão provocadas pelo funcionamento de cargas variáveis de grande porte: fornos a arco, máquinas de solda, motores etc.
Norma de Higiene Ocupacional nº 11 (NHO 11)
Efeito estroboscópico
Ocorre quando uma fonte de luz pulsante ilumina um objeto em movimento, podendo ocasionar modificação aparente do seu movimento ou sua imobilização aparente. 
Os efeitos estroboscópicos podem levar a situações de perigo pela mudança da percepção de movimento de rotação ou por máquinas alternativas (de movimento repetitivo). (vídeos)
Tipos de lâmpada
O tipo de lâmpada pode interferir na sensação percebida e nas questões de conforto e aparência de cor.
Norma de Higiene Ocupacional nº 11 (NHO 11)
Ofuscamento
Condição de visão na qual há desconforto ou redução da capacidade de distinguir detalhes ou objetos, devido a uma distribuição desfavorável das luminâncias, contraste excessivo ou reflexões em superfícies especulares.
O ofuscamento pode ser classificado como: 
desconfortável geralmente surge diretamente de luminárias brilhantes ou janelas no interior de locais de trabalho.
inabilitador é mais comum na iluminação externa, mas também pode ser experimentado em iluminação pontual ou fontes brilhantes intensas, tais como uma janela em um espaço relativamente pouco iluminado. 
refletido é aquele causado por reflexões em superfícies especulares, também sendo conhecido como reflexão veladora.
Norma de Higiene Ocupacional nº 11 (NHO 11)
Zonas de transição entre ambientes internos e externos
Diferenças significativas nos níveis de iluminamento entre as áreas de trabalho e suas áreas adjacentes podem causar desconforto visual e ocasionar acidentes em locais onde haja movimentação frequente.
Esse problema provém, na maioria das vezes, quando há movimentação de ambiente interno para externo e vice-versa. Nesses casos, deve ser avaliada a necessidade de criação de uma zona de transição.
Norma de Higiene Ocupacional nº 11 (NHO 11)
Aparência da cor
As lâmpadas normalmente são divididas em três grupos, de acordo com suas temperaturas de cor correlata (Tcp) – Quadro A1. Quanto mais alta a temperatura de cor, mais branca é a tonalidade da luz emitida. Unidade: K.
Norma de Higiene Ocupacional nº 11 (NHO 11)
Norma de Higiene Ocupacional nº 11 (NHO 11)
Norma de Higiene Ocupacional nº 11 (NHO 11)
Exemplo de medição de iluminância
Neste exemplo, a avaliação foi realizada numa sala de reuniões que possui seis luminárias no teto, conforme representação gráfica apresentada na Figura a seguir. Este ambiente apresenta uma mesa de reunião retangular com seis cadeiras e uma tela de exibição – monitor de plasma para reprodução de imagens e videoconferência.
t4
Segunda a norma NHO11 – o mínimo para esse tipo de atividade é Iluminamento médio igual a 500 lux com IRC = 80
Grandezas Fotométricas
Fluxo Radiante (watt [W])
“ é a potência da radiação eletromagnética emitida ou recebida por um corpo ” 
O fluxo radiante contem frações visíveis e invisíveis.
Grandezas Fotométricas
“ é a parcela do fluxo radiante quegera uma resposta visual ” 
Fluxo luminoso - F ( lumen [lm] ) 
Eficiência luminosa ( [lm/W] ) 
“ é a capacidade da fonte em converter potência em luz” 
Grandezas Fotométricas
	1 W	0,3 lm
	1 W	25,9 lm
	1 W	220 lm
	1 W	683 lm
	1 W	430 lm
	1 W	73 lm
	1 W	2,8 lm
Eficiência luminosa ( [lm/W] ) 
Grandezas Fotométricas
	Fonte	Fluxo luminoso	Eficiência luminosa
	Incandescente 100 W	1.350 lm	13,5 lm/W
	Fluor. compacta 23 W	1.400 lm	61 lm/W
	Fluor. TL5 28 W	2.900 lm	103 lm/W
	HID 250 W	19.000 lm	76 lm/W
	Sódio 150 W	16.000 lm	107 lm/W
	Luz natural	------	100 – 140 lm/W
UNIDADES FOTOMÉTRICAS
CURVA DE DISTRIBUIÇÃO LUMINOSA OU CURVA FOTOMÉTRICA 
 É a representação da Intensidade Luminosa em todos os ângulos em que ela é direcionada num plano.
UNIDADES FOTOMÉTRICAS
CURVA DE DISTRIBUIÇÃO LUMINOSA OU CURVA FOTOMÉTRICA 
 A curva de distribuição luminosa é apresentada em 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.
UNIDADES FOTOMÉTRICAS
A candela (do latim, literalmente vela) é a unidade de medida básica do Sistema Internacional de Unidades para a intensidade luminosa. Ela é definida a partir da potência irradiada por uma fonte luminosa em uma particular direção. Seu símbolo é cd.
CURVA DE DISTRIBUIÇÃO LUMINOSA OU CURVA FOTOMÉTRICA 
É a representação da intensidade luminosa em todos os ângulos em que é direcionada num plano. Visando a uniformização destas curvas, geralmente são referidas ao valor de 1000 lm. Para efeito de cálculos é necessário multiplicar-se o valor encontrado na CDL pelo fluxo luminoso da lâmpada e dividir por 1000 lm.
CURVA DE DISTRIBUIÇÃO LUMINOSA OU CURVA FOTOMÉTRICA 
Lâmpada Fluorescente 18W Tubular T8 G13 Bipino 4000K 1350LM Branca Osram/Ledvance
Lâmpada Fluorescente 18W - 1350LM
UNIDADES FOTOMÉTRICAS
CURVA DE DISTRIBUIÇÃO LUMINOSA OU CURVA FOTOMÉTRICA 
UNIDADES FOTOMÉTRICAS
CURVA DE DISTRIBUIÇÃO LUMINOSA OU CURVA FOTOMÉTRICA 
LCQ
UNIDADES FOTOMÉTRICAS
CURVA DE DISTRIBUIÇÃO LUMINOSA OU CURVA FOTOMÉTRICA 
LSA
UNIDADES FOTOMÉTRICAS
FATOR DE UTILIZAÇÃO
 O fluxo luminoso emitido por uma lâmpada sofre influência do tipo de luminária e da conformação física do ambiente onde ele se propagará. Indica, portanto, a eficiência luminosa do conjunto lâmpada, luminária e ambiente.
Intensidade luminosa ( candela [cd] ou [lm/sr] ) 
“ é a propagação da luz em uma dada direção dentro de um ângulo sólido unitário ” 
Grandezas Fotométricas
Ângulo Sólido ( [sr] ) 
1 esterradiano 
“ é o ângulo espacial que tem seu vértice no centro da esfera, cuja a área superficial é igual ao quadrado de seu raio ” 
Iluminância ( lumen/m2 ou lux [lx] ) 
“ é a medida da quantidade de luz incidente numa superfície por unidade de área ” 
Grandezas Fotométricas
	A 1m de uma vela	1 lux
	Numa mesa de escritório	500 lux
	No exterior sob céu encoberto	10.000 lux
	No sol no verão	100.000 lux
Valores típicos
Luminância ( [cd/m2] ) 
“ é uma medida física de brilho de uma superfície, sendo através dela que os seres humanos enxergam ” 
Luminância
é uma excitação visual
Brilho
é a resposta visual desse estímulo
Grandezas Fotométricas
Superfície Difusa 
Valores de luminâncias de algumas fontes 
Limite inferior	 0,000001 	cd/m2
Limite superior  1.000.000 	cd/m2
Ofuscamento	 25.000 	cd/m2
Grandezas Fotométricas
Iluminância x Luminância
Representação de Luminâncias
Foto com lente “olho-de-peixe”
Luminancímetro
Grandezas Fotométricas
73
A taxa vetor iluminação/iluminação escalar é um parâmetro utilizado
para estimar a
direcionalidade
da luz e suas
qualidades
de modelação
de objetos. 
ESCALAR E VETOR ILUMINAÇÃO
Grandezas Fotométricas
Reflectância 
Absorção 
Transmissão 
Propriedades óticas dos materiais
ρ + α + τ = 1 
Propriedades óticas dos materiais
Mecanismos de controle da luz
- Reflexão
- Transmissão
(a) especular
(b) difusa
(c) semi
- Refração
1
1
 2
1
2
1
(a) especular
(b) difusa
(c) semi
ILUMINÂNCIA
2000 lux
NBR 5413
 LEVANTAMENTO DAS ILUMINÂNCIAS
Malha de pontos
ANÁLISE DAS ILUMINÂNCIAS
Zoneamento de Iluminâncias
Diferença entre a
luminância (brilho) de um
objeto e a luminância do
entorno imediato deste
objeto.
CONTRASTE
OFUSCAMENTO
Quando o processo de adaptação não transcorre normalmente devido a uma variação muito grande da iluminação, pode haver uma perturbação, desconforto ou perda de visibilidade.
 contraste
 saturação
OFUSCAMENTO
Tipo INABILITADOR, ou seja,impede a visão!!
 Pode ocorrer por...
ÍNDICES DE OFUSCAMENTO
Luminância de “Véu”
 Eo - iluminância da fonte de ofuscamento no plano da pupila;
 q - ângulo entre a direção da visão e a fonte;
OFUSCAMENTO
Tipo PERTURBADOR ou DESCONFORTÁVEL, ou seja, não impede a visão mas coloca o sistema visual em esforço contínuo de ajuste (stress)
Pode ser caracterizado em função de 4 parâmetros...
1) Luminância da fonte;
2) Luminância do fundo;
3) Tamanho aparente fonte/fundo;
4) Direção de visão do observador;
Um bom sistema de iluminação
Iluminação natural complementada com luz artificial;
Uso adequado de cores e criação dos contrastes;
Proporcionar um ambiente confortável com pouca fadiga, monotonia e sem acidentes.
Iluminação geral
Distribuição regular das luminárias garantindo um nível de iluminamento uniforme sobre o plano de trabalho.
Planejamento da Iluminação
Plano de trabalho
VARIÁVEIS DE UM PROJETO EFICIENTE DE ILUMINAÇÃO
TIPO DE LUMINÁRIA;
TIPO DE REATOR (DESCARGA);
 COR TETO, PAREDE E PISO;
CONTROLE AUTOMATIZADO DO SISTEMA DE ILUMINAÇÃO;
TIPO DE LÂMPADA;
APROVEITAMENTO DA ILUMINAÇÃO NATURAL.
 
LUMINÁRIA
	
		A principal característica de desempenho elétrico exigido de uma Luminária é a boa refletância do seu corpo interno.
REATOR
O Princípio na especificação do reator para as lâmpadas de descargas é a utilização de reatores do tipo eletrônicos.
COR DE TETO, PAREDES E PISOS
PRINCÍPIO BÁSICO: 
“Utilizar, na medida do possível, cores claras.”
LÂMPADAS
ÍNDICE DE REPRODUÇÃO DE COR 
 É o valor que representa a capacidade que tem as lâmpadas de apresentarem um espectro de luz que melhor determine a cor de certo corpo ou seja, um espectro que melhor se aproxime do espectro da luz solar. 
LÂMPADAS
ÍNDICE DE REPRODUÇÃO DE COR 
LÂMPADAS
TEMPERATURA DE COR
 É a temperatura na qual um corpo negro emite luz na cor idêntica a emitida pela lâmpada a ser comparada, indica a aparência de cor de luz, ou a sensação de Tonalidade de Cor de diversas lâmpadas.
 Símbolo = K
Unidade = Kelvin
LÂMPADAS
TEMPERATURA DE COR
 Quando dizemos que um sistema de iluminação apresenta luz “quente” não significa que a luz apresenta uma maior temperatura de cor, mas sim que a luz apresenta uma tonalidade mais amarelada. 
LÂMPADAS
LÂMPADAS
INCANDESCENTES
 Operam através do aquecimento de um fio fino de tungstênio pela passagem de corrente elétrica. 
 Apenas 10% de toda a energia consumida por essa lâmpada transforma-se em luz. O resto se transforma em calor, o que gera uma eficiência luminosa menor que 18 Im/W.
LÂMPADAS
FLUORESCENTES 
 São lâmpadas que utilizam descarga elétrica através de um gás. Consiste em um tubo cilíndrico de vidro revestido de material fluorescente (cristais de fósforo), contendo vapor de mercúrio a baixa pressão em seu interior e, portanto em suas extremidades eletrodos de tungstênio. Necessitam para seu funcionamento de um reator e um starter. São utilizadas na iluminação geral.
LÂMPADAS
FLUORESCENTES COMPACTAS
LÂMPADAS
VAPOR DE MERCÚRIO
 Com bulbo semelhante ao das incandescentes, operam como as fluorescentes, através da descarga elétrica numa mistura de vapor de mercúrio com pequena quantidade de argônio, atingindoaltas pressões internas durante o funcionamento. 
 São usadas na iluminação pública e na iluminação de pátios, estacionamentos, áreas livres, depósitos, onde a reprodução precisa de cores não é exigida. É recomendável o seu uso na área industrial.
 
LÂMPADAS
MULTIVAPOR METÁLICO 
 São lâmpadas de mercúrio a alta pressão em que a radiação é proporcionada por iodeto de ítrio, tálio e sódio adicionados ao mercúrio. Necessitam para seu funcionamento de um reator e um ignitor. 
Iluminação localizada
Concentra maior nível de iluminação sobre a tarefa.
A iluminação geral é em torno de 50% da iluminação sobre a tarefa.
Iluminação combinada
 (geral + tarefa)
A iluminação geral é complementada com focos de luz localizada.
A luz complementar é de 3 a 10 vezes superior a iluminação geral.
Este tipo de iluminação é recomendada:
 E > 1000 lux;
 A tarefa exige luz dirigida;
 Existência de obstáculos dificultando a propagação da iluminação geral
Planejamento da Iluminação
Métodos de cálculo luminotécnico
Determinação de Perda Luminosa (PL)
Com o tempo, paredes e tetos ficarão sujos. Os equipamentos de iluminação acumularão poeira. As lâmpadas fornecerão menor quantidade de luz. Alguns desses fatores poderão ser eliminados por meio de manutenção. Admitindo-se uma boa manutenção periódica, podemos adotar os fatores de depreciação ou perda luminosa de acordo com a tabela a seguir:
CÁLCULO LUMINOTÉCNICO 
MÉTODO SIMPLIFICADO
Do ponto de vista de cálculo luminotécnico simplificado, tudo começa com as definições geométricas do ambiente. Primeiro começamos com a descrição exata do ambiente, comprimento, largura, altura. É importante descrever o grau de reflexão do teto, paredes e piso. Os valores comuns são 70% para o teto, 50% para as paredes e 20% (ou 10%) para o piso. Quanto maior a reflexão destas superfícies, menor será a quantidade de fontes e luminárias necessárias.
Também devemos saber a localização das portas, por exemplo, para planejar rotas de fuga - e a posição das janelas, porque a luz do dia incidente complementa a iluminação artificial instalada.
Para calcular os níveis de iluminação do espaço deve-se levar em consideração as normas para cada ambiente. A norma NBR/ ISO 8995-1, por exemplo, refere-se à Iluminação interna em Ambientes de Trabalho, e indica a quantidade de luz ideal de acordo com o tipo de atividade que será exercida no espaço.
O método conhecido como Método das Eficiências, dos Fluxos ou dos
Lumens
 h = 2,75 m
POTÊNCIA TOTAL INSTALADA (W OU KW)
As distâncias das luminárias até as paredes, nos dois sentidos, deve ser igual à metade da distância do centro geométrico entre elas. Multiplicar a potência de cada luminária pela sua quantidade:
Potência Instalada = 36 W x 12 = 432 W ou 0,43 KW
DENSIDADE DE POTÊNCIA (W/m²)
Dividir a potência total instalada pela área:
DP = 432 W: 48 m2 = 9 W/ m2
Este é um dado importante porque é o critério para se estabelecer o nível de eficiência energética de um projeto luminotécnico pelo PBE PROCEL EDIFICA.
Obrigado!
 
 
Grandeza 
 
Nome Símbolo Significado Unidade 
 
 
 
Fluxo 
luminoso 
 
Componente do fluxo radiante que gera uma 
resposta visual. 
 
Esfera de Ulbricht: a fonte luminosa é colocada dentro de 
uma grande esfera, cujo o interior é pintado de branco 
perfeitamente difusor. Mede -se a iluminância produzida pela 
luz difusa através de uma pequena abertura, protegendo os 
raios que saem diretamente da fonte, esta iluminância é 
proporcional ao fluxo luminoso emitido pela fonte. 
 
Eficiência 
Luminosa 
 
É a razão entre o fluxo 
luminoso "" produzido por uma 
fonte e a potência "P" consumida. 
 A eficiência luminosa é deduzida juntamente com a medição 
do fluxo luminoso com a esfera de Ulbricht, medindo-se a 
potência consumida pela fonte luminosa e seus 
equipamentos auxiliares, através de um wattímetro. 
 
Intensidade 
Luminosa 
 
É o fluxo luminoso "" emitido 
por uma fonte numa certa 
direção, dividido pelo ângulo 
sólido "", no qual está contido. 
 
cd 
Banco fotométrico: a fonte luminosa em exame é 
comparada com uma fonte de intensidade conhecida. No 
caso de aparelhos de iluminação, a medição é feita por meio 
de um fotogoniômetro: uma célula fotovoltaica gira em 
volta do aparelho e mede a intensidade luminosa emitida em 
todas as direções. 
 
Iluminância 
 
É o fluxo luminoso incidente 
"" numa dada superfície, dividida 
pela área "A"da mesma. 
 
 
lux 
Luxímetro: é formado por uma fotocélula que transforma a 
energia luminosa em energia elétrica, indicada por um 
galvanômetro cuja a escala está marcada em lux. 
 
Luminância 
 
É a intensidade luminosa 
"I" (de uma fonte ou de uma 
superfície iluminada) por unidade 
de área aparente "A'" numa dada 
direção. 
 
Luminancímetro: aparelho que reproduz a imagem da 
superfície projetada e cuja a luminâ ncia deve ser medida. A 
energia elétrica produzida pelo fotosensor é ampliada e 
medida por um galvanômetro calibrado em candelas por m
2
. 
 
Como medir 
P




I
A
E



IEL

lm
W
lm
2
m
cd
'A
I
L
)LC( . H
L . C
K
m


 
Onde: L é a largura do ambiente, em metros [m]; 
C é o comprimento do ambiente, em metros [m]; 
H
m
 é a distância vertical entre a superfície de trabalho e o topo da 
janela ou do plano das luminárias, em metros [m]. 
 
K
 
N
o
 de Pontos
 
K 
<
 1
 
9
 
1 
£
 K 
<
 2
 
16
 
2 
£
 K 
<
 3
 
25
 
K 
³
 3
 
36
 
 
Intervalo de iluminância Zona Classificação 
<(70% E
M
 – 50 lux) insuficiente ruim 
(70% E
M
 – 50 lux) a 70% E
M
 transição inferior regular 
70% E
M
 a 130%E
M
 suficiente aceitável 
130%E
M
 a 1.000 lux transição superior bom 
> 1.000 lux excessiva ruim 
 
÷
÷
ø
ö
ç
ç
è
æ
+
q
q
=
)
5
,
1
(
2
,
9
0
V
E
L