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1 PROJETOS DE ILUMINAÇÃO E EQUIPAMENTOS AUXILARES 1 Sumário 1.Iluminação e ambiente .............................................................................................................. 2 2. Lâmpadas ................................................................................................................................... 8 3. Luminárias ................................................................................................................................16 4.Eficiência energética por meio de projetos luminotécnicos ............................................22 5.Cálculos luminotécnicos .........................................................................................................31 6 - Equipamentos auxiliares.......................................................................................................37 Referências ...................................................................................................................................38 2 1.Iluminação e ambiente A iluminação é o recurso que nos permite ver e perceber o espaço construído. Sem ela, nossa experiência espacial seria bastante diferente e muito mais limitada. Assim como a iluminação viabiliza a visão, também sua forma de interação com o espaço é determinante na nossa percepção visual. A distribuição da iluminação permite trabalhar a hierarquização de elementos da composição, o destaque de objetos em relação ao seu entorno ou o estabelecimento da homogeneidade dos níveis de iluminação (INNES, 2014). Historicamente, a iluminação artificial se desenvolveu com maior força em ambientes industriais ou de escritórios, que tinham por característica a uniformidade dos níveis de iluminação, uma vez que se destinavam a atender funções laborativas, que requerem boas condições visuais. A qualidade da iluminação nesses espaços visava maior produtividade por meio da melhoria das condições de trabalho (GONÇALVES; VIANNA, 2001). Assim, os primórdios da iluminação artificial consolidaram um ideário de iluminação de qualidade relacionado à quantidade de iluminação existente no ambiente. Entretanto, desde a década de 1970, o projeto de iluminação com base em aspectos quantitativos já é dado como ineficiente para contemplar as necessidades humanas e suas capacidades perceptivas (GANSLANDT; HOFMANN, 1992). Atualmente, o conceito de iluminação de qualidade estabelecido pela IESNA (REA, 2000) (Figura 1) contempla necessidades humanas, como visibilidade, desempenho de tarefas, conforto visual, comunicação social, atmosfera, saúde, segurança, bem-estar e estética; aspectos de arquitetura, como forma, composição, estilo, além das legislações; e, por fim, aspectos econômicos e ambientais, como instalação, manutenção, operação, energia e meio ambiente. Esses critérios são aplicados aos projetos de iluminação conforme as funções desempenhadas pelos espaços iluminados. 3 Figura 1. Aspectos relacionados à qualidade da iluminação. Fonte: Adaptada de Rea (2000, p. 10–11) Em design de interiores, a criação da atmosfera do ambiente é definida pelas sensações causadas no observador e provocadas pelas características do espaço. A percepção do espaço é um processo de apreensão da realidade fundamentada nas relações traçadas entre o mundo percebido e experiências anteriores. Esse processo se dá permanentemente ao longo do tempo e é fundamentalmente subjetivo, distinto em cada cultura e em cada indivíduo e formador da significação das experiências, dos espaços e objetos. Muitas dessas associações são feitas com relações a padrões de luz e sombra presentes na natureza, que foram experiências inúmeras vezes, constituindo significações que auxiliam no processo de percepção de novos espaços (TREGENZA; LOE, 2015). A iluminação dos ambientes pode ser realizada basicamente de dois modos: pela luz natural e pela luz artificial. A luz natural é indispensável para a arquitetura, uma vez que suas variações qualitativas e quantitativas ao longo do dia (e do ano) são responsáveis pela regulação hormonal, influenciando o ciclo circadiano (relógio biológico), interferindo diretamente na saúde, no bem-estar e no estado de alerta humano — entre outras funções metabólicas —, sendo, assim, essencial à vida humana. Além das reações fisiológicas, a luz traz consequências psicológicas sobre nós, já que variações na intensidade e qualidade da luz provocam diferentes sensações (REA, 2000). A incidência de luz solar direta nos espaços interiores pode atingir de 60.000 a 100.000 lux, o que é considerado excessivo para o desempenho de funções laborativas no ambiente, enquanto a entrada de luz difusa nos ambientes 4 é consideravelmente menor, variando entre 5.000 e 20.000 lux. A definição da entrada de luz direta ou difusa é dada pela orientação solar, pelo tipo de céu e por estratégias de controle de entrada de luz natural. Além disso, é importante considerar que a entrada de radiação solar direta está associada à entrada de calor no interior da edificação (LAMBERTS; DUTRA; PEREIRA, 2013) Partindo das premissas de integração, é possível estabelecer estratégias de projeto que definem a distribuição da luz no ambiente. Os sistemas de iluminação podem ser classificados segundo seus objetivos de atuação nos ambientes (GONÇALVES; VIANNA, 2001; INNES, 2014; TORRES, 2009; BIGONI, 2009). Ainda que haja variações conforme os diferentes autores, podemos classificá-los da para os ambientes segundo estabelecido pela norma. A distribuição das luminárias tende a ser homogênea e visa uniformidade de iluminâncias no ambiente e no plano de trabalho, o que, por consequência, conforma ambientes com flexibilidade de leiaute, como os laborativos, como grandes escritórios, oficinas, salas de aula, fábricas, etc. Em outros tipos de ambientes, além de fornecer os níveis mínimos, Iluminação de destaque/direcional: é a iluminação que objetiva enfatizar elementos, seja pelo contraste entre as intensidades luminosas entre o ponto de interesse e seu entorno imediato, seja pela tonalidade de luz e de cor. São comumente utilizadas objetivo complementar a iluminação geral fornecendo níveis de iluminação adequados à execução das tarefas no plano de trabalho. Pode ser uma luminária de mesa, pedestal ou embutida em um móvel que execute essa função. Diferencia-se da iluminação de destaque por seu objetivo mais funcional de complementação e por evitar contrastes excessivos com o entorno imediato que possam causar problemas de adaptação visual. Busca-se contraste na proporção de 1:5 com a iluminação geral e, dar-lhe identidade, atribuir ambiências ao espaço ou gerar novos padrões de luz e sombra no ambiente. Não tem por objetivo contribuir quantitativamente com a iluminação geral. luminárias de sinalização ou balizamento. Existem diferentes técnicas que podem ser aplicadas para indicar percurso. 5 Em ambientes nos quais se desenvolvem funções não laborativas, a iluminação pode assumir formas mais cênicas, valendo-se de princípios de percepção para gerar efeitos visuais que contribuam na criação de ambiências e identidade dos espaços. A interação entre a luz e os materiais que compõem os ambientes pode criar efeitos bem distintos entre si. Superfícies opacas foscas dependem apenas da iluminância sobre elas incidente; já as superfícies lustrosas ganham maior realce quando iluminadas por fontes de luz puntiformes brilhantes e perdem o destaque sob iluminação difusa (TREGENZA; LOE, 2015). A iluminação artificial pode criar diversos efeitos visuais quando aplicada aos ambientes. O direcionamento, foco ou difusão, a abertura de fachos, a temperatura de cor são variáveis que o projetista deve manipular no projeto de iluminação. Algumas formas usuais foram classificadasde forma genérica, como você pode ver a seguir (BIGONI, 2009; TORRES, 2009; TREGENZA; LOE, 2015) (Figura 3). Downlight: luz direcionada de cima para baixo. É a técnica mais recorrente, podendo ser mais focada ou difusa. Uplight: luz direcionada de baixo para cima; frequentemente utilizada para valorização de elementos verticais, como pilares, ou criação de ritmo em elementos verticais contínuos mais extensos; tem grande efeito cênico e pode ser trabalhada com diferentes aberturas de facho. Wallwash ou lavagem de parede: é o direcionamento da luz uniforme para uma superfície vertical. Cria a sensação de amplitude do espaço e pode ser simétrica ou assimétrica, conforme a distribuição de luz da luminária. Grazing: é também uma lavagem de luz da superfície vertical, mas com a intenção de salientar texturas dos materiais, portanto, não uniforme. Em geral, a luminária ou o sistema de iluminação é localizado bem próximo à superfície vertical para gerar as sombras necessárias. Backlight: é o efeito causado pela luz quando instalada em cavidade com difusores translúcidos (acrílicos, policarbonatos, vidros, tecidos, etc). Cria um plano de luz de fundo e os objetos sobrepostos a ele têm sua silhueta valorizada pelo efeito contraluz. 6 Figura 2. Efeito da iluminação — a) downlight, b) uplight, c) wallwash, d) backlight, e) grazing. O processo perceptivo envolve os estímulos sensoriais, sejam esses visuais ou não, e as experiências vividas por cada indivíduo que interpreta o espaço. A interpretação dos estímulos é feita a partir das associações entre as experiências significadas e as novas experiências. Os padrões de claro e escuro e os materiais nos remetem a memórias que nos auxiliam a formar uma imagem do lugar a partir dos nossos filtros culturais e individuais. Esse processo é inconsciente e subjetivo e é fundamental para a percepção de ambiência dos espaços (TREGENZA; LOE, 2015). Ambiência ou atmosfera pode ser compreendida como a percepção afetiva do ambiente, está relacionada ao modo como as pessoas sentem o espaço e, portanto, tem caráter subjetivo. 7 Diferentes formas de iluminar, somadas aos diversos materiais que compõem o espaço, criam ambientes com caráter completamente diferentes entre si, conforme podemos ver na Figura 4. As configurações de luz e cor dos ambientes atribuem identidade aos lugares, ainda que possam variar de cultura para cultura ou de pessoa para pessoa. Em geral, cores escuras dão sensação de fechamento, redução do espaço, enquanto cores claras remetem à ideia de amplitude (TREGENZA; LOE, 2015). 8 2. Lâmpadas Existem diversos tipos de lâmpadas, que podem ser classificadas em três grandes grupos de acordo com o processo de produção da luz (incandescente, de descarga e diodo emissor de luz) (Figura 1). Dentro desses grupos, existem vários subgrupos, nos quais as lâmpadas se diferenciam por formatos, direcionamento da luz, abertura de facho, intensidade luminosa, emissão difusa ou direcional, temperatura de cor, durabilidade, eficiência luminosa, tipos de bases, etc. As características próprias de cada fonte de luz lhe conferem diferentes graus de adequação para as finalidades do projeto luminotécnico. Para algumas situações, o índice de reprodução de cor, por exemplo, pode ser indispensável para a atividade fim, restringindo o uso de determinadas fontes de luz que não atendam ao requisito mínimo (TREGENZA; LOE, 2015). Assim, é importante que o projetista de iluminação detenha o conhecimento das principais características das fontes de luz para fazer a seleção mais adequada com relação ao atendimento das necessidades do ambiente e seus usuários Figura 3. Lâmpadas de bulbo similares dos três grupos de lâmpadas — incandescente, de descarga (fluorescente compacta) e diodo emissor de luz (bulbo LED). As lâmpadas incandescentes de filamento de tungstênio geram luz por meio da passagem de corrente elétrica pelo fio de tungstênio, que, ao se aquecer, emite luminosidade. O filamento helicoidal de tungstênio fica dentro de um bulbo de vidro que contém um gás inerte no seu interior que retarda a queima do tungstênio e prolonga sua durabilidade. Esse tipo de lâmpada foi amplamente utilizado por décadas, até a popularização das lâmpadas fluorescentes compactas, que, por sua eficiência 9 energética, foram ganhando espaço nas aplicações domésticas e substituindo as lâmpadas incandescentes, até o completo banimento das incandescentes para fins de iluminação geral. Eram encontradas nas versões: bulbo claro, leitoso (difuso) ou fosco. O uso decorativo de lâmpadas de filamento segue sendo permitido (TREGENZA; LOE, 2015). Ainda dentro do grupo das lâmpadas incandescentes, existem as lâmpadas halógenas, que geram luz pela incandescência do gás halogênio presente no interior do seu bulbo. São mais eficientes que as incandescentes de filamento, mantendo as características de índice de reprodução de cor próximo a 100 e temperatura de cor na faixa de 2700 K a 3000 K. As halógenas podem ser encontradas em baixa tensão, que requerem o uso de equipamento auxiliar (transformador), ou para uso direto em tensão de rede (127 ou 220V). Entre as de baixa tensão, temos (SILVA, 2004): Bipino: conhecida por suas dimensões reduzidas, foi utilizada em di- versas aplicações nas décadas de 1980 e 1990. Dicroicas em base MR16: é constituída por uma lâmpada bipino e um refletor dicroico, que reflete 2/3 do calor da lâmpada para trás do refletor e projeta para a frente 100% de luz e 1/3 do calor gerado. Foi amplamente utilizada na década de 1990 para iluminação de destaque e até mesmo para iluminação geral. Apresenta diferentes opções de abertura de facho. Halospot AR: é constituída por lâmpada bipino e um refletor de alumínio de alta definição que dá nome à lâmpada (aluminiumreflector — AR). Possui versões de diferentes tamanhos de refletores (AR 70 e AR111) e aberturas de facho (de 2° a 24°) para iluminação de destaque. Diferentemente das dicróicas, as lâmpadas AR emitem todo o calor para a frente, não sendo recomendado seu uso para pequenas distâncias. Em tensão de rede, temos: Lapiseira ou palito: produz luz clara e brilhante, é disponível em potências de 100, 150, 300 e 500 W, com base de contatos bilaterais. Atualmente em desuso, foi utilizada para iluminação de vitrines, facha- das e wallwash (lavagem de parede) ou em arandelas com luz indireta. Halopar: é constituída por uma lâmpada e um refletor parabólico, em base E-27 (tipo rosca), e pode ser utilizada tanto interna quanto 10 externamente para iluminação dirigida. As versões PAR 16, PAR 20 e PAR 30 e PAR 38 são as mais recorrentes em iluminação arquitetural. Dispõe de diferentes aberturas de fachos. Dicroicas em base Gz10: semelhante à dicroica de baixa tensão, possui abertura de facho de 40° e funciona em tensão 127 e 220 V; na prática, não foram boas adaptações das dicroicas de baixa tensão. Halopin: é uma espécie de bipino, disponível em 25, 40 e 60 W, e é a menor lâmpada halógena para instalação em tensão de rede. Por ter tamanho re-duzido, substitui bem as incandescentes comuns. Dispõe de bulbo anti-UV Figura 4. Modelos de lâmpadas incandescentes. O grupo de lâmpadas de descarga produz luz a partir da excitação de um gás ou um composto de gases. Esse processo de geração de luz é adotado em diferentes tipos de lâmpadas, como as lâmpadas de vapor de mercúrio de baixa e alta pressão, lâmpadas de vapor de sódio de baixa e alta pressão, lâmpadas de vapor metálico, 11 lâmpadas de indução e lâmpadas de luz mista. Têm por característica trabalhar associadas a equipamento auxiliar (reator e ignitor), que tem a função de dar alta voltagem para a partida do acendimento e posterior estabilização. O comprimento de ondada luz varia de acordo com a pressão e o tipo de gás utilizado no interior da lâmpada, definindo, também, o índice de reprodução de cor (TREGENZA; LOE, 2015). As lâmpadas fluorescentes são compostas por vapor de mercúrio à baixa pressão em tubo com uma camada de fósforo no seu interior. A temperatura de cor pode variar de 2700 K a 6500 K e o índice de reprodução de cor vai de 65 a 95. Sua eficácia luminosa e durabilidade são superiores às incandescentes, variando conforme sua geração e modelo. Produzem na faixa de 20—96 lm/W e têm vida mediana de 16000 horas (SILVA, 2004). Dispõem basicamente de três tipos de modelos: Tubulares: a evolução da família de lâmpadas tubulares (Figura 3) se deu pela redução do diâmetro do tubo, aumento da eficiência, vida útil e qualidade de luz (IRC e temperatura de cor). As precursoras foram as T12, seguidas das T-10, T-8 e T-5. Figura 5. Modelos de lâmpadas fluorescentes tubulares. Compactas sem reator integrado: são modelos de lâmpadas que necessitam de reator para seu funcionamento, podendo ser dimerizadas com uso de reator compatível. Possuem alta eficiência luminosa, sendo apropriadas para luminárias pequenas e downlights. Disponíveis em duas temperaturas de cor — 2700 e 4000 K. o: semelhantes às anteriores, mas com reator integrado e base E-27 (tipo rosca), que permite a substituição direta de incandescentes por fluorescentes compactas. Não admitem dimerização e são impróprias para utilização com sensores de presença ou minuteiras, visto que sua vida média é calculada para oito acendimentos diários. 12 Figura 6. Modelos de lâmpadas fluorescentes compactas integradas e não integradas. As lâmpadas de descarga de alta pressão também operam com auxílio de equipamento para partida e estabilização. As lâmpadas de vapor de mercúrio de alta pressão existem desde 1930, inicialmente produzindo luz de baixa, com eficiência variando de 33 a 57 lm/W. Foram amplamente utilizadas em iluminação pública e industrial, tendo índice de reprodução de cor entre 40 e 50 e temperatura de cor variável de acordo com o tipo de lâmpada. Dentre as lâmpadas de descarga, é possível encontrar fontes de luz com melhor qualidade que essa (SILVA, 2004). As lâmpadas mistas surgiram após as lâmpadas de mercúrio e são a combinação do funcionamento da lâmpada incandescente com a lâmpada de mercúrio. A partida da lâmpada acontece a partir do aquecimento e consequente acendimento de um filamento incandescente dentro do bulbo do tubo de descarga. A movimentação dos elétrons dentro do tubo vaporiza o mercúrio, dando sequência ao seu funcionamento. Não faz uso de reator, funcionando apenas em tensão de 220 V. Foi bastante utilizada em iluminação pública em função da facilidade de substituição das lâmpadas incandescentes, servindo como solução intermediária, apesar dos seus inconvenientes de funcionamento. Atualmente, está em desuso (SILVA, 2004). As lâmpadas de vapor de sódio de alta pressão funcionam a partir do lançamento de corrente elétrica no tubo cerâmico de descarga preenchido com vapor 13 Para saber as características exatas de cada lâmpada específica, consulte o site dos fabricantes das lâmpadas de sódio. Utilizam reator e ignitor para a elevação de tensão necessária à partida da lâmpada. São disponíveis em formato de bulbo elipsoidal e tubular, com base E-27 ou E-40 (base de rosca). São conhecidas por sua luz de coloração alaranjada e são altamente eficientes, oferecendo de 70 a 180 lm/W. Entretanto, possuem índice de reprodução de cor muito baixo, não atendendo a requisitos de diversas funções em iluminação. Foram, e ainda são, utilizadas em iluminação pública, mas vêm sendo gradualmente substituídas por lâmpadas de descarga de maior qualidade ou por diodos emissores de luz. Sua durabilidade está entre 15 e 20 mil horas (SILVA, 2004). As lâmpadas de vapor metálico oferecem luz com temperatura de cor entre 3000 K e 4200 K, eficiência entre 92 lm/W e125 lm/W e índice de reprodução de cor entre 85 e 90. Têm por característica acendimento pleno não imediato, necessitando de um tempo para atingir sua quantidade de luz esperada. Todos os modelos demandam a utilização de reator e ignitor para seu funcionamento. As lâmpadas de cátodo frio também são lâmpadas de descarga tubulares, podendo ser produzidas em diâmetros e comprimentos variados, conforme especificação de projeto. Compreendem uma gama bastante diversa de temperatura de cor e cor e apresentam eficiência energética variável conforme a coloração e as dimensões do tubo. Sua vida útil é de aproximadamente 100.000 h. As lâmpadas de indução, também conhecidas como endura, geram a excitação das moléculas de mercúrio por meio da indução magnética provocada por bobinas. Têm alta eficiência luminosa, vida útil de 60.000 h e são indicadas para locais com pé-direito elevado, de difícil acesso (SILVA, 2004). Os diodos emissores de luz (LEDs) são compostos por materiais eletroluminescentes semicondutores que emitem luz quando há passagem de corrente elétrica e são fontes de luz em estado sólido (Figura 6). Embora os LEDs existam desde a década de 1930, sua popularização aconteceu na década de 1990, quando foi criado o LED azul de alta intensidade, que permitiu a produção de luz branca pela adição de cores — vermelho, verde e azul, o sistema RGB (INNES, 2014). 14 Apresentam como vantagens em relação à maioria das demais fontes de iluminação a alta eficiência energética e vida útil, além das possibilidades de cor e temperatura de cor, baixa emissão de calor ao ambiente e tamanho reduzido, facilitando enormemente a integração com a arquitetura e a não emissão de raios ultravioleta e infravermelho. Podem ser controlados por automação, com a possibilidade de dimerização e programação de cores, conforme modelo de lâmpada e sistema de controle. As lâmpadas LEDs necessitam de drivers para seu funcionamento, podendo ser incorporados à lâmpada ou não (LAMBERTS; DUTRA; PEREIRA, 2014). Apesar da eficácia da lâmpada LED, é importante considerar os efeitos que os equipamentos óticos produzem sobre a emissão de luz (INNES, 2014). Existem, também, os chamados oleds — organic leds — que são painéis eletroluminescentes, lâminas finas e flexíveis, que geram luz com fluxo lu-minoso elevado em uma superfície luminosa (não pontos de luz). No entanto, essa tecnologia ainda precisa ser desenvolvida (INNES, 2014). É interessante lembrar que a tecnologia de LED pode ser encontrada em formatos como lâmpadas de bulbo com difusores, lâmpadas com lentes, em concentração de facho de luz, associada em fita ou barra com acabamento em difusor ou lentes colimadoras, placas com LEDs múltiplos, tubos de LED ou integrados diretamente em luminárias (CHING; BINGELLI, 2017) Utilização das lâmpadas Após a definição do conceito do projeto de iluminação, é possível realizar a seleção de lâmpadas, bem como de luminárias e sistemas de controle de luz. A escolha das lâmpadas é decisiva para a qualidade da iluminação dos espaços, bem como para as definições dos possíveis sistemas de controle e custos de operação (TREGENZA; LOE, 2015). Para o atendimento das necessidades e do conceito de iluminação do projeto, devem ser observados alguns aspectos referentes às modelagem e brilho: a modelagem pode ser obtida por luz direcional, gerando sombras que revelam as nuances dos volumes; o brilho da luz valoriza a superfície dos materiais, revelando suas características de refletância, e varia conforme a 15 varia de acordo com a distribuição espectral da luz. Rendimento cromático: refere-se ao índice de reprodução de cor da fonte de luz, define a fidelidade da reflexão da cor das superfícies; é uma característica relevante em projetos nos quais a avaliação das cores é importante, tais como galerias de arte, lojas de tecidos, etc.;existem parâmetros mínimos estabelecidos para cada tipo de ambiente. Fluxo luminoso: é o pacote de lumens oferecido pela fonte luminosa; um ambiente pode ter o mesmo nível de iluminância média com a utilização de poucas lâmpadas de alto fluxo ou com maior quantidade de lâmpadas de menor fluxo luminoso. Eficiência luminosa: considera a relação de iluminância por unidade de potência (lm/W); é tida como boa a eficiência acima de 80 lm/W, regular de 50 a 80 lm/W e ruim abaixo de 50 lm/W. Vida média: considera-se boa acima de 10.000 h, regular entre 2000 h a 10.000 sistema para iniciar a operação. Custo total: considera o custo inicial de implantação, somados aos custos de manutenção e operação do sistema de iluminação ao longo do seu período de operação. Controle: as diferentes fontes de luz possuem diferentes características de controle (dimerização). Acionamento/acendimento: as lâmpadas possuem diferentes comportamentos de acendimento e reacendimento. Incandescentes halógenas têm acendimento e reacendimento sem restrições, assim como as fluorescentes. Já as lâmpadas de descarga de alta pressão necessitam de um período de “aquecimento” até produzirem o total de fluxo da lâmpada, assim como o reacendimento só é possível após período de resfriamento. Ganho térmico: o ganho térmico pela iluminação deve ser considerado com relação à função a ser exercida no local, aos objetos submetidos à luz e à possível deterioração que o calor pode causar. Tipo de radiação: as lâmpadas podem emitir radiação infravermelha (calor), como as incandescentes, e radiação ultravioleta, como algumas lâmpadas de descarga de alta pressão, quando não possuem filtros. 16 3. Luminárias Na execução de um projeto de interiores em ambientes, pensa-se nos móveis, nas cores e nos elementos que farão parte desses espaços. Porém, uma etapa importante a ser lembrada é a do projeto luminotécnico, que, além de especificar como será a iluminação nos ambientes, é usado para destacar algum elemento específico, esconder algum defeito ou dar vida a um local por meio da determinação dos pontos de luz, dos efeitos luminosos e dos tipos de luminárias que farão parte desses espaços. Tregenza e Loe (2015) definem luminárias como aparelhos com lâmpadas que possuem a finalidade de proteger as lâmpadas, direcionar ou focar um feixe de luz, difundi-lo e diminuir o ofuscamento, além de proporcionar a composição na decoração. Elas existem em diversos tipos para atender às diferentes propostas de projetos. Quando aliadas aos vários estilos, compõem um ambiente conforme o design definido e as características dos usuários. Veja, a seguir, os tipos de luminárias, classificadas de acordo com Ching e Binggeli (2017). Conforme o local que são instaladas, podem ser de teto, de mesa, de piso e externas. Luminárias de teto são aquelas que proporcionam uma iluminação uniforme, a partir do alto, em todo o espaço. Podem ser de sobrepor ou embutidas. As de sobrepor são luminárias fixadas no forro ou na laje, ficando expostas. Conforme Ching e Binggeli (2017), existem quatro tipos de luminárias de sobrepor: spots, pendentes, lustres e plafons. Confira as definições de cada uma delas segundo os autores. Spots: luminária de teto com característica funcional, é uma peça direcionável. É utilizada para iluminar algum objeto específico, como um canto do ambiente, quadros ou objetos de arte, criando um ponto focal. Às vezes, os spots são utilizados em trilhos eletrificados, permitindo a movimentação e o direcionamento das lâmpadas 17 Figura 7. Sala com spots em destaque Pendente: é uma luminária de teto com característica funcional, também utilizada como peça decorativa. As luminárias pendentes são presas no teto por fios elétricos ou cabos Figura 8. Luminária pendente em um espaço. Lustre: luminária de teto com característica decorativa, é o centro de interesse de algum espaço. A depender do modelo escolhido, pode ser utilizado para a iluminação geral. Geralmente, é formada por múltiplas ramificações para variadas lâmpadas. Os lustres podem variar entre peças muito antigas, feitas de metais pesados e cristais importados, a peças simples (CHING; BINGGELI 2017) 18 Figura 9. Exemplo de lustre Plafon: luminária de teto com característica funcional, instalada próxima ao teto e destaque do ambiente. Pode causar dois efeitos de iluminação: luz indireta ou difusa. Na iluminação indireta (Figura 4), o plafon irradia luz em direção ao teto, refletindo-a para o espaço. Já o plafon com luz difusa proporciona uma iluminação mais direta (Figura 5) (CHING; BINGGELI 2017). Figura 10. Luminárias plafon em um ambiente (iluminação difusa). As luminárias de embutir são aquelas encaixadas em forros de gesso, paredes e lambris de madeira. São muito utilizadas para destacar algum elemento em um ambiente por oferecer uma iluminação focal. Os tipos de embutidos são variados, existem com fechamento em vidro ou acrílico, embutidos sem fechamento e embutidos direcionáveis ou não (CHING; BINGGELI,2017). Existem vários formatos de luminárias de embutir, e a escolha do tipo a ser utilizado deve ser feita em função das especificações do cliente e do tamanho do 19 espaço em que serão usadas as luminárias. O tamanho do produto é diretamente proporcional ao tamanho do ambiente ou local em que ele será instalado (CHING; BINGGELI, 2017). As luminárias de mesa, de acordo com Ching e Binggeli (2017), têm característica funcional e design variado. Elas servem para fornecer uma iluminação de leitura, apoiadas, geralmente, em mesas de leitura, mesas de centro ou mesas laterais de sofá. Também têm a função de suavizar a ilumi-nação do ambiente, criando uma sensação de aconchego. Podem ser de dois tipos: abajures ou foco dirigível. Abajures: a origem da palavra vem do francês abat-jour (e significa “abaixar a luz”). Ching e Binggeli (2017) comentam que, no abajur, a luz vista é “quebrada” por uma cúpula Luminária de foco dirigível: Ching e Binggeli (2017) definem esse tipo como luminárias que emitem luz direta e que são utilizadas, geralmente, em bancadas de estudos ou de trabalho As luminárias de piso, segundo Ching e Binggeli (2017), são luminárias funcionais e similares às de mesa, mas que são apoiadas no chão. Servem como facilitadores de leituras ou decoração As luminárias externas são luminárias utilizadas para a iluminação de áreas externas e podem ser arandelas externas ou refletores. Ainda assim, há luminárias com especificações de proteção determinadas pelos Índices de Proteção, como o IP65, IP66 e IP67, importantes para as luminárias externas, que estarão expostas às intempéries externas, de acordo com Ching e Binggeli (2017). Arandela: luminária que se instala em paredes e que produz efeitos diferentes a depender do material com que é fabricada. As arandelas, comumente utilizadas em áreas externas, podem ser encontradas em alguns ambientes internos. Por exemplo, elaborada com cúpula, a arandela torna o ambiente mais aconchegante; fabricada em vidro ou policarbonato, a luz que emite será mais difusa, de acordo com Ching e Binggeli (2017) Refletor: trata-se de uma luminária técnica, utilizada em jardins, fa-chadas ou como elemento de segurança. Reflete, a depender do tipo de lâmpada utilizada e da potência, uma luz forte e incide em uma área ampla, de acordo com Ching e Binggeli (2017). Iluminar um ambiente não só é dar a ele uma determinada quantidade de fluxo luminoso, mas também idealizar condições com a luz para que as funções ejam desenvolvidas de maneira eficaz e confortável. Portanto, para criar uma iluminação 20 com as luminárias adequadas para um ambiente, é importante conhecer como a iluminação se processa (TREGENZA; LOE, 2015). A seguir,serão apresentadas as características de luminotécnica das luminárias que devem ser consideradas ao desenvolver um projeto. Intensidade luminosa (I): é a quantidade de luz que uma fonte emite em uma direção específica. A sua medida está vinculada diretamente à direção dessa fonte luminosa, já que as fontes de luz não emitem a mesma quantidade de luz em todos os pontos direcionados. A sua unidade de medida é candela (cd). Iluminância (E): definida como o fluxo de luz que incide sobre um espaço situado a uma distância da fonte, ou seja, é a quantidade de luz que está chegando a um determinado ponto. A iluminância é expressa na unidade de medida lux e é medida pelo aparelho chamado luxímetro. Observe a equação a seguir para calcular a iluminância: Onde: Ø = fluxo luminoso, em lúmens S = área da superfície iluminada, em m2 E = iluminância, em lux A ABNT NBR ISO/CIE 8995-1:2013 normatiza a iluminância de interiores, definindo os níveis mínimos de iluminância média para um determinado ambiente em função das funções que serão executadas nesse ambiente, proporcionando um conforto visual (ASSOCIAÇÃO..., 2013). Luminância (L): é a medida dada pela sensação de claridade estimulada por uma fonte luminosa ou por espaço iluminado e processada pelo cérebro. A luminância depende tanto do nível de iluminamento quanto das características de reflexão das superfícies e é dada em candela/m2 . É definida pela razão da intensidade luminosa (dI), que incide em um ponto, para a área dA aparente vista pelo observador quando essa área tende a zero. Área aparente significa que é a área projetada, aquela que é vista pelo observador. Onde: L = luminância, em cd/m2 A = área da superfícia, em m2 α = direção da observação, em graus I = intensidade luminosa, em cd 21 Eficiência luminosa (η): é a razão entre o fluxo luminoso e a quantidade de energia total consumida. Também é chamada de rendimento luminoso. Sua unidade de medida é lm/w (lumen/watt). Onde: η = eficiência luminosa, em lúmen/Watt Ø = fluxo luminoso, em lúmen P = potência consumida, em Watt A eficiência luminosa é considerada no momento em que se analisa o custo- benefício, já que o custo inicial da compra de uma luminária e de uma lâmpada poderá ser restituído no decorrer de sua vida útil em função da economia de energia elétrica. Refletância (ρ): parte do fluxo de luz que incide sobre uma superfície é absorvido, uma parte refrata e outra parte é refletida. A refletância é a razão entre o fluxo luminoso incidente sobre um ponto e o fluxo luminoso refletido. Onde: ρ = refletância Ø refletido = fluxo luminoso refletido Ø incidente = fluxo luminoso incidente O valor da refletância das superfícies de um ambiente está diretamente relacionado com a cor e o tipo de material das suas superfícies. A iluminância do recinto será maior quanto maior for a refletância das superfícies de um ambiente, o que facilita a distribuição do fluxo luminoso. 22 4.Eficiência energética por meio de projetos luminotécnicos A sustentabilidade está diretamente ligada à eficiência energética, de modo que o projeto luminotécnico é um dos grandes responsáveis pelo significativo consumo de energia elétrica em uma edificação. Para minimizar os impactos causados pelo consumo, o projeto luminotécnico pode propor o uso adequado da luz natural, a fim de reduzir o consumo de luz artificial; a correta especificação do sistema de iluminação natural; o sistema de iluminação artificial, visando a máxima eficiência energética para atender aos objetivos do projeto e a utilização de sistemas automatizados de iluminação artificial, conectados a controle de incidência de luz natural. Devemos considerar, também, o aumento da carga térmica devido às fontes luminosas existentes nos ambientes, independentemente de serem naturais ou artificiais (TOLEDO, 2008). A complementaridade entre a iluminação artificial e a natural proporciona eficiência energética e qualidade aos ambientes. Para realizar essa integração, o projetista precisa compreender os conhecimentos básicos de ambos os tipos de iluminação e dos equipamentos a serem utilizados no projeto arquitetônico. O arquiteto deve apontar o sistema de iluminação natural adequado na fase de projeto, com a especificação das janelas, cores e a própria volumetria, sendo esses itens os responsáveis pelo desempenho do sistema de iluminação natural na edificação. Se esses sistemas não forem considerados durante o projeto, a solução possível será complementar o ambiente com iluminação artificial (LAMBERTS; DUTRA; PEREIRA, 2014). Tregenza e Loe (2015) indicam os seguintes tópicos como os constituintes do projeto luminotécnico: ambiência e lugar; tarefas visuais e exposição; saúde; custos iniciais e custos operacionais; regulamentos e normas; instalação e manutenção; eficiência no consumo de energia; e integração de arquitetura. Os autores afirmam que as iluminações naturais e artificiais devem ser pro-jetadas conjuntamente, pois se complementam e, assim como em qualquer projeto, podem ser um processo de tentativa e erro, devendo haver análise de possibilidades e condicionantes — sendo uma parte complexa da arquitetura. Uma edificação sustentável deve ter essas premissas desde o momento da sua concepção, pois sustentabilidade não é algo que possa ser adicionado posteriormente ao edifício; esse conceito requer postura mental 23 dos projetis-tas e dos usuários da edificação para que seja utilizado da maneira correta (TREGENZA; LOE, 2015). Tregenza e Loe (2015) afirmam que há encorajamento para preferência da uti- lização da luz diurna e do controle da iluminação conforme necessário. Os autores salientam que, ao especificar a eficiência no consumo de energia com relação à quantidade de eletricidade que um sistema de iluminação consome por ano, o controle principal seria o consumo de energia no decorrer da vida útil do sistema. Os sistemas de iluminação artificial são constituídos por luminárias, lâmpadas e os seus equipamentos complementares, como transformadores e reatores. São responsáveis por gerar o fluxo luminoso que é irradiado pelo conjunto luminária + lâmpada (TOLEDO, 2008). Lâmpadas, luminárias, sistemas de controle, janelas e demais equipamentos de iluminação apresentam desempenho e qualidades distintos devido à tecnologia empregada durante a sua fabricação. A eficiência do sistema de iluminação artificial está diretamente ligada ao desempenho dos equipamentos utilizados e da sua perfeita integração com o sistema de iluminação natural (LAMBERTS; DUTRA; PEREIRA, 2014). A iluminação em LED apresenta maior eficiência energética se comparada à iluminação tradicional, como incandescentes, halógenas e de descarga, que consomem maior quantidade de energia elétrica (BELTRAME; SCHERER, 2015). O sistema de iluminação com LED apresenta-se sustentável durante todo o seu processo produtivo, sua vida útil e seu descarte. É composto por um semicondutor que não prejudica o meio ambiente ao ser energizado para produzir luz. Durante o seu uso, emite raios ultravioleta e infravermelho, que garantem a preservação das características do elemento, como cor e textura; reduz significativamente o consumo de energia; amplia a sua vida útil; apresenta estabilidade térmica, resistência alta a impactos e vibrações; pode ser dimerizado; tem um bom índice de reprodução de cor e dimensões reduzidas e pode ser descartado em lixo comum (BELTRAME; SCHERER, 2015). Para obter otimização energética em edifícios educativos, deve-se integrar os conceitos de eficiência energética, redução de energia, respeito ao meio ambiente, 24 sustentabilidade e uso de energias renováveis. A otimização do sistema de iluminação é tão importante que a Figura 7 demonstra que 26% do consumo de energia elétrica em edifícios educativosse deve a essas instalações (ARROYO GARCÍA, 2016). Arroyo García (2016) também indica que a diretiva 2010/31/EU da União Europeia apresenta as seguintes diretrizes para melhorar a eficiência energética em edifícios: as condições climáticas e as particularidades do local, o ambiente interno e o custo-benefício. Com os estudos realizados, Arroyo García (2016) indicou uma série de modificações estratégicas classificadas do menor índice de impacto ao maior índice que acarretam inversão econômica inicial e economia de energia: 1. Criação de grupos de luminárias no sentido longitudinal; 2. substituição de lâmpadas de tubos fluorescentes por lâmpadas de tubo LED; 3. Substituição da equipe auxiliar de reator eletromagnéticos primer e capacitor por um reator eletrônico regulável; 4. substituição total do sistema de luminárias de superfície fluorescente pelo sistema de luminárias de LED embutidas com difusor. Ressalta-se que é necessário seguir precisamente a primeira estratégia para que as demais atuem com todo o seu potencial. Tregenza e Loe (2015) apresentam os seguintes critérios para otimizar o consumo de energia elétrica por meio da iluminação: otimizar a iluminação diurna; determinar onde a iluminação se faz necessária e localizar a iluminação artificial de acordo com a necessidade encontrada; utilizar lâmpadas e luminárias de alta eficiência; e desligar a iluminação de áreas que não estão sendo ocupadas. Além da iluminação, o controle dos sistemas também apresenta grande influência na eficiência energética de uma edificação, devendo ser estabelecido na realização do projeto. Para uma edificação que abrigará escritórios alugados, Tregenza e Loe (2015) apontam um arranjo geral de luminárias eficientes instaladas no teto, mesmo que a iluminação seja adequada para utilização sobre o plano de trabalho, sendo essa maneira considerada pelos autores como a mais fácil, mas não a mais adequada. Os autores ainda sinalizam os seguintes fatores como os 25 responsáveis por afetar o consumo de energia elétrica: produção de luz, aspectos óticos das luminárias, controles, contexto de projeto, normas de projeto e desempenho ao longo da vida útil. A produção de luz é composta pela eficácia de sua vida útil, desempenho das cores, oscilações e características de partida, como, aquecimento, reacionamento e dimerização. Os aspectos óticos das luminárias são compostos pela distribuição da intensidade e a eficácia ótica. Os controles correspondem aos interruptores comuns, dimmers, sensores de ocupação e luz natural, interações dos usuários, por meio de sistemas manuais e automáticos, e conexão com automação predial. O contexto de projeto compreende a disponibilidade de luz natural, o formato e o tamanho do ambiente, a cor e a refletância das superfícies, ganhos térmicos e necessidade de acesso. As normas de projeto abrangem as áreas de saúde, luminosidade e caráter do cômodo, cor, tarefas visuais e exposição. Já o desempenho ao longo da vida útil corresponde a manutenção e substituição, origem dos equipamentos e materiais e descarte da instalação após certo tempo. As lâmpadas incandescentes e de descarga são consideradas elétricas, sendo classificadas quanto ao seu processo de emissão de luz. Em termos de desempenhos, são analisados: a vida útil, o rendimento luminoso, a temperatura e o índice de reprodução de cor. As lâmpadas fluorescentes, tipo HO, devem ser utilizadas em ambientes que necessitam de bom conforto visual, por meio de alta luminosidade e boa reprodução de cores; indicadas para supermercados e indústrias, podem ser instaladas entre 3 e 6 m de altura. Já as fluorescentes, do tipo tubulares, apresentam as mesmas exigências das HO, mas devem ser instaladas no máximo a 3 m de altura, sendo indicadas para lojas e escritórios. As lâmpadas de vapor metálico são indicadas para grandes áreas que necessitem de uma excelente qualidade de luz, ou seja, extremamente branca e brilhante, com boa reprodução de cores, indicadas para indústria e comércio. As lâmpadas de vapor de sódio de alta pressão são indicadas para áreas externas e indústrias com um pé-direito elevado, mas que não necessitem de luz clara e boa reprodução de cores, pois possuem uma luz branco-amarelada. As lâmpadas de vapor de mercúrio são indicadas para grandes áreas, como estacionamentos, jardins, fachadas e iluminação pública, por apresentarem uma luz branco-azulada, 26 baixo índice de reprodução de cores e pequena eficiência energética (ARAÚJO et al., 2018). Pode-se resumir que as lâmpadas incandescentes são aplicadas de forma pontual, decorativa ou onde a iluminação é intermitente. As lâmpadas de descarga de baixa pressão são indicadas para ambientes climatizados, tratando-se de fluorescentes, e para iluminação pública, tratando-se de lâmpadas de sódio de baixa pressão. Já as lâmpadas de alta pressão devem ser utilizadas onde se necessita de uma fonte de luz intensa, econômica e contínua. Entretanto, as lâmpadas fluorescentes, de vapor metálico, de vapor de mercúrio e vapor de sódio de alta pressão necessitam de um dispositivo específico para estabilização da corrente e ignição, conhecidos como reatores; os do tipo eletromagnéticos apresentam uma perda de 25% da potência das lâmpadas, enquanto os eletrônicos perdem 10% (ARAÚJO et al., 2018). É muito comum que as lâmpadas sejam definidas para utilização em um projeto por meio de sua vida útil, que é a média aritmética do tempo de duração averiguado durante os ensaios — esse dado é apresentado em horas (OSRAM, 2009). O desempenho de uma lâmpada é indicado pela relação de sua vida útil com a sua eficiência energética Além das lâmpadas, as luminárias são um importante fator a ser considerado ao se tratar de eficiência no desempenho do sistema como um todo, pois absorvem parte da luz emitida e emitem o restante para o espaço. O fator de emissão depende dos materiais empregados na sua construção, da refletância das suas superfícies, da sua forma, dos dispositivos de proteção para as lâmpadas e do seu estado de conservação. A luminária pode modificar o fluxo luminoso por meio do controle, da distribuição e da filtragem do fluxo emitido, desviando, por defletores, para certas direções ou, até mesmo, reduzindo a quantidade de luz, a fim de minimizar o ofuscamento (LAMBERTS; DUTRA; PEREIRA, 2014). A Comissão Internacional de Iluminação (CIE) apresenta uma classificação para luminárias de uso geral, levando em consideração o fluxo luminoso de cada uma. A Comissão salienta as luminárias classificadas como indireta e direta como as mais usuais e, também, como as que apresentam maior eficiência energética. A 27 iluminação direta direciona para baixo um percentual de 90 a 100% do fluxo luminoso produzido pela lâmpada; já a luminária indireta apresenta esse mesmo percentual direcionado para cima — as demais classificações apresentam reduções significativas no direcionamento do fluxo luminoso. A sensação que o projetista deseja transmitir e a necessidade luminosa no ambiente serão os fatores determinantes para a escolha do tipo de luminária ideal. Ao realizar a distribuição de lâmpadas em um ambiente, tem-se por principal objetivo complementar a luz natural. Comumente, faz-se o acionamento por apenas um interruptor, mas Lamberts, Dutra e Pereira (2014) indicam o estudo do ambiente, como a posição das aberturas e a funcionalidade, para só então definir a forma de acionamento. Locais como salas de aula que apresentam recursos audiovisuais poderiam apresentar o acionamento das lâmpadas próximas ao quadro de exibição separadamente das demais, para que elas fossem mantidas desligadas durante a utilização desses recursos, assim como a separação do acionamento de luminárias próximas a janelas, que, em determinados horários, podem ser acionadas depois dasque se apresentam mais afastadas das aberturas. Dessa maneira, é possível garantir que a iluminação artificial irá complementar a natural e, consequentemente, não haverá dispêndios desnecessários de energia elétrica. Os autores indicam, ainda, a iluminação de tarefa como uma importante aliada na complementação da iluminação natural, possibilitando a utilização da iluminação de fundo, conhecida também como iluminação ambiente, apenas quando ela for realmente necessária, ou seja, quando a iluminação natural não atender mais às necessidades luminosas do ambiente. Além de melhorar as condições gerais de luz em um ambiente, a integração correta entre a iluminação natural e a artificial mantém o conforto ambiental, independentemente da iluminação externa. Equipamentos de qualidade empregados efetivamente e um bom projeto proporcionam melhorias visuais e qualidade ambiental, elementos que compõem a eficiência energética em luminotécnica. Para se obter um projeto eficiente e com iluminação de qualidade, deve-se incluir: integração com a luz natural, iluminação de tarefa, uso de sistemas de controle eficazes e uso de tecnologias mais eficientes de iluminação (LAMBERTS; DUTRA; PEREIRA, 2014). 28 Um projeto luminotécnico adequado proporciona conforto e bem-estar aos usuários, de modo que o projetista é o responsável por atender às expectativas do cliente, sejam elas sensações ou elementos concretos. A escolha correta das lâmpadas, luminárias, cores aplicadas no ambiente, dos vãos de aberturas, orientação solar e condições climáticas é de extrema importância na tomada de decisões; por isso, esses elementos devem ser analisados e avaliados conforme as condições a serem atendidas. Salienta-se que há maior facilidade em obter um ambiente eficiente energeticamente com a adequação correta do projeto luminotécnico juntamente ao projeto arquitetônico, pois a iluminação natural deve ser pensada antes mesmo da definição da volumetria. Normas de dimensionamento luminotécnico Com o desenvolvimento dos estudos e pesquisas sobre iluminação, centros de pesquisa renomados no mundo foram criando parâmetros e normas que orientam a aplicação da luz natural e artificial no ambiente construído. Para citar algumas das principais, temos, a europeia CIE (Commission Internationale de l'Eclairage) e a americana IES (Illuminating Engineering Society). No Brasil, temos a ABNT (Associação Brasileira de Normas Técnicas), que regulamenta a NBR ISO/CIE 8995- 1, que trata de ambientes internos de trabalho. Essa norma se baseia nos parâmetros e conceitos das normas internacionais. Segundo a NBR ISO/CIE 8995-1: Uma boa iluminação propicia a visualização do ambiente, permitindo que pessoas vejam, se movam com segurança e desempenhem tarefas visuais de maneira eficiente, precisa e segura, sem causar fadiga visual e desconforto. Uma boa iluminação requer igual atenção para quantidade e para qualidade da iluminação. Embora seja necessária a provisão de uma iluminância suficiente em uma tarefa, em muitos exemplos a visibilidade depende da maneira pela qual a luz é fornecida, características da cor da fonte de luz e da superfície em conjunto com nível de ofuscamento do sistema. Nessa Norma foi levado em consideração não apenas a iluminância, mas também o limite referente ao desconforto por ofuscamento e o índice de reprodução de cor mínimo da fonte para especificar os vários locais de trabalho e tipos de tarefas. Os parâmetros para criar as condições visuais confortáveis estão propostos no corpo desta Norma. Os valores recomendados foram considerados, a fim de representar um balanço razoável, respeitando os requisitos de segurança, saúde e desempenho eficiente do trabalho (ASSOCIAÇÃO..., 2013, p. vii). 29 Além das indicações de iluminância (Em mento (UGR) e índice de reprodução de cores (Ra), desconforto causado por ofusca-), encontramos diversos outros tópicos importantes e úteis que merecem nossa atenção, como, por exemplo: Distribuição da luminância: controla o nível de adaptação da visão que afete a visibilidade da tarefa. Uma distribuição balanceada é necessária para ampliar a acuidade visual, a sensibilidade ao contraste e a eficiência das funções oculares (ASSOCIAÇÃO..., 2013). As luminâncias de todas as superfícies são importantes e são determinadas pela refletância e pela iluminância nas superfícies. As faixas de refletâncias úteis para as superfícies internas mais importantes são: teto: 0,6–0,9; paredes: 0,3–0,8; planos de trabalho: 0,2–0,6; piso: 0,1–0,5. Proporção harmoniosa entre luminâncias: acentuadas diferenças entre as luminâncias de diferentes planos causam fadiga visual devido ao excessivo trabalho de acomodação da vista quando essa passa por variações bruscas de sensação de claridade. Para evitar esse desconforto, recomenda-se que as luminâncias de piso, parede e teto se harmonizem numa proporção de 1:2:3 e que, no caso de uma mesa de trabalho, a luminância dessa não seja inferior a 1/3 da do objeto observado, tais como livros, etc. Iluminância do entorno imediato: está relacionada com iluminância da área de tarefa e visa uma distribuição balanceada da iluminância no campo visual (ASSOCIAÇÃO..., 2013). A iluminância nas zonas do entorno imediato pode ser mais baixa que a área de tarefa, mas não pode ser inferior aos valores que constam no Quadro 2, a seguir, pois contraste excessivo entre área de tarefa e o entorno imediato pode causar fadiga visual e desconforto. Uniformidade da iluminância: é a razão entre a iluminância mínima e a iluminância media. A iluminância deve alterar-se gradualmente e a área de tarefa deve ser iluminada da forma mais uniforme possível. A uniformidade da iluminância na área de tarefa deve ser menor que 0,7 e, no entorno imediato, não deve ser inferior a 0,5 (ASSOCIAÇÃO..., 2013). Ofuscamento: prejudica a visualização dos objetos e é causado por luminâncias excessivas ou contrastes no campo de visão. Pode ser evitado por meio da proteção da visualização direta da fonte luminosa ou com o escurecimento das janelas (ASSOCIAÇÃO..., 2013). Nas fontes luminosas artificiais, existe uma angulação mínima, chamada ângulo de corte, que protege a visualização direta da fonte luminosa e que não deve ser menor que os valores recomendados Ofuscamento desconfortável: os valores de ofuscamento desconfortável em uma instalação são determinados pelo método tabular do Índice de Ofuscamento Unificado da Comissão Internacional de Iluminação (CIE) (UGR — unified glare rating) (ASSOCIAÇÃO..., 2013). O UGR tem uma escala de 30 Ofuscamento é a sensação produzida por áreas excessivamente brilhantes ou diferenças excessivamente marcadas na luminância dentro do campo de visão de um observador. O ofuscamento que causa deficiência direta da visão é conhecido como ofuscamento desconfortável. O ofuscamento que perturba que prejudica o senso de bem-estar é conhecido como ofuscamento refletido (ASSOCIAÇÃO..., 2013, p. 34). valores (Quadro 4) na qual cada passo representa uma mudança significativa no efeito do ofuscamento, e 13 representa o ofuscamento desconfortável menos perceptível. A escala UGR é: 13, 16, 19, 22, 25 e 28. Orientações de como evitar o ofuscamento são tratadas de forma mais profunda no Anexo C da Norma, que define: 31 Confira, no link a seguir, o Manual Luminotécnico Prático da Osram, que é um guia bem completo e simples de consultar e que trata desde sobre a teoria da luz até cálculos luminotécnicos. 5.Cálculos luminotécnicos O projeto de iluminação se concentra principalmente na quantidade de iluminância e luminância. Os métodos de cálculo luminotécnicos são necessários para fornecer informações que nos auxiliam na tomada de decisões projetuais preliminares (FRASCAROLO, 2010; PALLADINO, 2005). Iluminânciae luminância são calculadas mediante a inclusão de dados em um modelo matemático. Os dados podem ser de dois tipos: dados fotométricos, ligados à distribuição da luz no espaço por meio da fonte luminosa, e dados ambientais, oriundos das características geométricas e superficiais do ambiente em questão (ANSELMO et al., 2010). Veremos, agora, o Método dos Lumens, que considera apenas o conceito de iluminância e permite dimensionar a quantidade de luz necessária para iluminar ambientes internos, e o Método Pontual de Iluminância Direta, que permite calcular a iluminação em determinado ponto do ambiente, no plano horizontal ou vertical (FRASCAROLO, 2010; PALLADINO, 2005). Método dos Lumens Também conhecido como Método das Cavidades Zonais, tal método permite alcançar de forma rápida a quantidade aproximada de luz necessária em um determinado ambiente para chegar aos valores mínimos de iluminância recomendados por manuais e normas. É utilizado para cálculo de iluminação geral do ambiente analisado e não fornece valores de iluminância correspondentes a pontos específicos — por essa razão, é utilizado durante a fase inicial do projeto de iluminação. A partir da iluminância média (Em), sugerida para 32 determinada tarefa visual sobre um plano de trabalho com área S, o fluxo útil é igual a: Φu= Em.S Onde: Φu: fluxo útil Em : iluminância média S: área do plano de trabalho Conhecendo a destinação de uso do ambiente e os requisitos da tarefa visual a ser desenvolvida, podemos obter esse valor de Em das normas vigentes (NBR ISO CIE 8995) ou de valores aconselhados por manuais de dimensionamento. A extensão do plano de trabalho de área S, mesmo que corresponda a uma porção limitada do espaço, como, por exemplo, uma escrivaninha ou estação de trabalho, neste caso e para efeitos de cálculo, corresponde a toda a superfície da planta do ambiente considerado. Tal plano de trabalho tem sua altura convencionada a 75 cm do piso para ambientes de trabalho e 20 cm do piso para ambientes de circulação (ANSELMO et al., 2010). O fluxo luminoso a se considerar é o fluxo emitido da fonte luminosa mediante a seguinte relação: Onde o fluxo Φ� emitido da fonte luminosa é reduzido pelo fator de utilização da luminária (u). Tal fator é válido para todas as condições geometricamente e fotometricamente similares e depende dos seguintes parâmetros (ANSELMO et al., 2010): fotometria da luminária; forma do local (índice do local K); refletância das superfícies delimitantes do ambiente (piso, parede e forro); posição das luminárias dentro do ambiente. Fator de utilização (u) O fator de utilização pode ser extraído de tabelas padronizadas pelos órgãos reguladores nacionais para cada tipo de luminária ou fornecidas pelos próprios fabricantes (ANSELMO et al., 2010). 33 Índice do local (K) Anselmo et al. (2010) explicam que as diversas geometrias do ambiente são codificadas nas tabelas por meio de um parâmetro adimensional específico, chamado de índice do local (K): K=ab/h(a+b) Onde: a e b: dimensões do loca em planta h: altura útil, ou seja, altura da fonte luminosa ao plano de trabalho, se o fluxo emitido for prevalentemente para baixo (iluminação direta). Se o fluxo luminoso for prevalentemente indireto, ou seja, para cima, em direção ao forro, então a altura útil é a altura do forro até o plano de trabalho e a fórmula sofre uma pequena alteração: K’=1,5 [ab/h’(a+b)] No método norte-americano das cavidades zonais, o fator do local é representado pela sigla RCR (Razão da Cavidade do Recinto). Sua relação com o fator K é representada na seguinte equação: RCR=5/K Altura útil ou pé-direito útil. Representa a altura da luminária até o plano de trabalho e é um importante fator a ser considerado (Figura 5). Quanto mais alto for instalada a luminária em relação ao plano de trabalho, maior deverá ser o fluxo luminoso ou intensidade luminosa da luminária (OSRAM, 2009). 34 Figura 11. Gráfico representando as diferentes alturas consideradas em um ambiente. Onde: H: pé-direito total h: altura útil hp.lt.r. altura do plano de trabalho hpend. : altura do pendente Fator de manutenção (FM) É importante considerar a redução da eficiência luminosa do conjunto fonte luminosa/luminária/ambiente no que diz respeito aos valores iniciais. Tais reduções se devem à depreciação da emissão do fluxo das lâmpadas, aos depósitos de poeira, ao escurecimento progressivo das superfícies refletivas e transparentes tanto das luminárias quanto das superfícies dos ambientes considerados. Método Pontual de Iluminância Direta Segundo o Manuale di Progettazione Illuminotecnica (Manual de Projetação Luminotécnica), para calcular valores efetivos de iluminância direta correspondente a pontos específicos das superfícies do ambiente, é possível fazer referência à lei do inverso do quadrado da distância e à lei do cosseno (ANSELMO et al., 2010). 35 Se a distância “d” entre a fonte de luz e o objeto a ser iluminado for no mínimo 5 vezes maior do que as dimensões físicas da fonte de luz, pode-se calcular a iluminância pelo Método Pontual de Iluminância aplicando-se a fórmula (OSRAM, 2009): E = I/d2 Onde: I = intensidade luminosa lançada verticalmente sobre o ponto considerado; d = distância entre a fonte luminosa e o objeto iluminado. O Método Pontual de Iluminância demonstra que a iluminância (E) é inversamente proporcional ao quadrado da distância: se a distância entre a fonte de luz e o objeto for dobrada, a iluminância sobre o objeto é reduzida a um quarto de seu valor anterior. Se a incidência da luz não for perpendicular ao plano do objeto, a fórmula passa a ser (OSRAM, 2009): Como: Tem-se: 36 No caso de mais de uma fonte luminosa, é possível recorrer à lei de sobreposição de efeitos, somando, assim, as várias componentes de iluminação para cada ponto. O uso de planilhas pode acelerar o processo em algumas situações, mas, em geral, é preferível o uso de programas de simulação de iluminação (OSRAM, 2009). Dessa forma, a iluminância (E) em um ponto é “[...] o somatório de todas as iluminâncias incidentes sobre esse ponto oriundas de diferentes pontos de luz, ou seja” (OSRAM, 2009, p. 13): 37 6 - Equipamentos auxiliares Para o correto funcionamento das lâmpadas, algumas necessitam de equipamentos auxiliares, que permitem o funcionamento da fonte de luz. O tipo de equipamento utilizado varia conforme a função que ele tem no sistema e o tipo de lâmpada. Os tipos de equipamentos auxiliares podem ser vistos a seguir (BIGONI, de lâmpadas halógenas de baixa tensão. Tem a função de transformar a tensão fornecida à lâmpada para que funcione em tensão de rede (127 V ou 220 V) Reator: equipamento utilizado para a estabilização da corrente elétrica para lâmpadas de descarga (fluorescentes compactas, tubulares e vapor metálico). Podem ser eletromagnéticos ou eletrônicos. Os eletromagnéticos funcionam em conjunto com o capacitor, que tem o objetivo de corrigir o fator de potência do circuito. Já os eletrônicos (tecnologia mais avançada) são mais compactos, mais leves e possuem maior fator de potência que os eletromagnéticos. Ignitor: utilizado em algumas lâmpadas de vapor metálico para dar a partida da lâmpada, gerando pulsos de alta tensão. Drivers: produzem energia polarizada para a utilização em LEDs. Cada tipo de LED necessita de um diferente tipo de driver. 38 Referências SOUZA, Camila Dias de. et al. LUMINOTÉCNICA APLICADA. Porto Alegre: SAGAH EDUCAÇÃO 2018.
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