Grandezas Fotométricas de Iluminação

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ILUMINAÇÃO E PERCEPÇÃO 
VISUAL
Professora: Heloisa Helena Feitosa
GRANDEZAS FOTOMÉTRICAS
ILUMINAÇÃO ARTIFICIAL:
 Fluxo energético;
 Fluxo luminoso;
 Intensidade luminosa;
 Iluminância;
 Eficiência luminosa;
 Luminância;
 Contraste;
 Índice de reprodução da cor;
 Temperatura da cor.
ILUMINAÇÃO NATURAL:
 Iluminância;
 Luminância;
 Contraste.
GRANDEZAS FOTOMÉTRICAS
FLUXO LUMINOSO É a quantidade de energia radiante emitida por 
unidade de tempo e avaliada de acordo com a sensação luminosa 
produzida.
O fluxo luminoso está relacionado ao fluxo
energético proveniente da fonte luminosa e que
excita nosso órgão de visão. O fluxo energético é
energia emitida em função do tempo (Joule /
segundo), no entanto o fluxo luminoso é expresso em
lumens para expressar a sensibilidade seletiva do
olho humano aos diferentes comprimentos de onda
da luz, ou seja, o fluxo luminoso dado em lumens
expressa o efeito estímulo-resposta.
Fluxo Luminoso
Símbolo: φ (FI)
Unidade: lúmen 
(lm)
GRANDEZAS FOTOMÉTRICAS
Fluxo luminoso
Esfera Integradora de Ulbricht
(aparelho de medição)
Uma fonte luminosa emitindo energia de 1W
no comprimento de onda de 555 nm (luz
verde/amarela) corresponde a um fluxo
luminoso de 638 lm.
Este valor é o maior rendimento que se pode
obter de uma fonte luminosa monocromática.
Em geral, as fontes luminosas não são
monocromáticas e sua energia se distribui
ao longo do espectro que a constitui.
A Eficiência Energética é a razão entre o fluxo emitido 
por uma fonte de luz e a potência consumida no processo. 
A eficiência energética é representada 
pela letra grega η(ETA).
Sua unidade é o lumen/watt
Uma maior eficiência energética
significa mais luz com menor consumo
de energia.
GRANDEZAS FOTOMÉTRICAS
Intensidade Luminosa é o fluxo luminoso emitido numa 
dada direção. 
Se a fonte luminosa irradiasse a luz
uniformemente em todas as direções,
o Fluxo Luminoso se distribuiria na forma
de uma esfera. Tal fato, porém, é quase
impossível de acontecer, razão pela qual é
necessário medir o valor dos lúmens
emitidos em cada direção. Essa direção é
representada por vetores, cujo comprimento
indica a Intensidade Luminosa.
Intensidade Luminosa
Símbolo: I
Unidade: candela (cd)
GRANDEZAS FOTOMÉTRICAS
As fontes luminosas não emitem de 
maneira igual em todas as direções, 
portanto é necessário conhecer a 
intensidade luminosa em cada uma
delas. A representação esquemática
no espaço que envolve a fonte
luminosa denominamos de diagrama
fotométrico e diagrama polar. Este é 
fornecido pelo fabricante. 
O ponto x corresponde
à direção de 80° e tem 
intensidade luminosa
de 350 cd.
DIAGRAMA FOTOMÉTRICO 
CURVA FOTOMÉTRICA HORIZONTAL
CURVA FOTOMÉTRICA VERTICAL
DIAGRAMA 
FOTOMÉTRICO 
ILUMINÂNCIA é a relação entre o fluxo luminoso incidente numa 
superfície e a superfície sobre a qual este incide.
Iluminância
Símbolo: E
Unidade: lux (lx)
 Corresponde a uma densidade de fluxo de 1 
lm/m2 
 Quantidade de luz que chega a uma superfície 
vinda de uma fonte (ou fontes) luminosa. 
 O instrumento para medição de iluminância é o 
luxímetro. 
 Como o fluxo luminoso não é distribuído 
uniformemente, a iluminância não será a mesma 
em todos os pontos da área em questão. 
Considera-se por isso a iluminância média (Em).
GRANDEZAS FOTOMÉTRICAS
A fórmula que expressa a ILUMINÂNCIA é:
Onde: Φ é o fluxo luminoso
e A é a área
A iluminância é medida com um aparelho
chamado luxímetro.
(lumen/metro quadrado)
GRANDEZAS FOTOMÉTRICAS
 Céu ensolarado de verão em local aberto ≈ 100.000 lux
 Céu encoberto de verão ou inverno ≈ 20.000 lux
 Plano de trabalho em um recinto bem iluminado ≈ 1.000 lux
 Iluminação pública (vias) ≈ 20 a 40 lux
 Noite de lua cheia ≈ 0,25 lux
ILUMINÂNCIAS
GRANDEZAS FOTOMÉTRICAS
Unidade física que representa o nível de luz refletida em 
uma superfície. 
LUMINÂNCIA
A luminância de uma superfície varia 
de acordo com: 
 Quantidade de luz que incide sobre 
uma superfície. 
 As propriedades da superfície. 
 O ângulo formado entre a superfície 
e a linha de visão. 
Luminância
Símbolo: L
Unidade: cd/m2
GRANDEZAS FOTOMÉTRICAS
A Luminância é um dos principais fatores da qualidade da 
iluminação pois determina os contrastes, a possibilidade de 
boa adaptação, a presença ou ausência de ofuscamento e, 
em geral, a capacidade visual e o bem-estar causado pela 
iluminação. 
A Luminância pode ser medida em campo 
através de um aparelho chamado 
Luminancímetro. 
A Luminância será máxima quando o olho
estiver na perpendicular da superfície.
GRANDEZAS FOTOMÉTRICAS
Das grandezas mencionadas, nenhuma é visível, isto é, os
raios de luz não são vistos, a menos que sejam refletidos
em uma superfície e aí transmitam a sensação de claridade
aos olhos. Essa sensação de claridade é chamada de
Luminância.
GRANDEZAS FOTOMÉTRICAS
Luminância é a intensidade luminosa produzida ou refletida por uma
superfície existente.
A distribuição da luminância
no campo de visão das 
pessoas numa área de 
trabalho, proporcionada
pelas várias superficies 
dentro da área (luminarias, 
janelas, teto, parede,piso e 
superfície de trabalho), 
deve ser considerada a fim
de evitar ofuscamento.
GRANDEZAS FOTOMÉTRICAS
A Luminância de um objeto pode ser modificada pelo
ambiente onde ele se encontra. A figura abaixo mostra o
efeito do fundo no brilho de um mesmo quadrado de cor
cinza médio.
Brilho de um elemento em função do fundo que o contém.
(Fonte:Michel,1996)
GRANDEZAS FOTOMÉTRICAS
A VISÃO HUMANA
“…75% da percepção humana, no estágio atual da
evolução, é visual.Isto é, a orientação do ser humano no
espaço é grandemente responsável por seu poder de
defesa e sobrevivência no ambiente em que vive,
dependendo majoritariamente da visão. Os outros 20% são
relativos à percepção sonora e os 5% restantes a todos os
outros sentidos,ou seja, tato, olfato e paladar.”
Lúcia Santaella
SISTEMA VISUAL HUMANO
 A retina realiza a 
transformação de energia 
luminosa em impulsos 
nervosos e envia ao 
cérebro. 
 A córnea, o humor aquoso e 
o cristalino equivalem à 
objetiva numa câmera 
fotográfica.
 A íris equivale ao diafragma.
 A retina equivale ao filme 
fotográfico. ANALOGIA ENTRE O OLHO HUMANO E A 
CÂMERA FOTOGRÁFICA
Bastonetes
Os bastonetes são usados 
em áreas de luz baixa e são 
mais sensíveis à luz, formas 
e mudanças de movimentos. 
Eles não detectam cores.
Cones
Os cones ficam localizados 
área central da retina e são 
menos sensíveis do que os 
bastonetes, precisando de 
muita luz. Eles são 
essenciais para a capacidade 
de distinguir cores
SISTEMA VISUAL 
HUMANO
Tipos de cones
Existem três tipos diferentes de cones, os que detectam 
comprimentos de ondas de luz curtos (S), médios (M) e longos (L).
Daltonismo
O daltonismo ocorre quando, devido à genética, um ou mais tipos de 
cones são debilitados.
Curiosidade
Como os bastonetes ficam na parte mais exterior do olho, sua visão 
periférica é mais sensível à luz baixa do que sua visão central
SISTEMA VISUAL HUMANO
PERCEPÇÃO VISUAL
 Seletividade: faixa do espectro eletromagnético capaz de
produzir sensação visual (comprimentos de onda de 380 à
740nm). Cada comprimento de onda percebido pelo olho
corresponde a uma cor diferente.
 Sensibilidade: maior ao comprimento de onda entre o
amarelo-esverdeado (550nm) durante o dia e menor entre
o roxo (740nm) e o violeta (380nm).
PERCEPÇÃO VISUAL - ACOMODAÇÃO
Acomodação é a capacidade doolho em ajustar-se à diferentes
distâncias dos objetos e traduzi-las
em imagem nítida na retina, através
da curvatura do cristalino. Para
uma mesma iluminação, quanto
maior a distância do objeto, menor
a visibilidade. Porém a visibilidade
pode ser melhorada, com a
distância, através do aumento da
iluminância (E):
ILUMINÂNCIA E (lux) DISTÂNCIA (cm)
10 35
20 40
50 45
100 48
200 52
500 59
1000 63
(Fonte: Mascaró, 1980, p. 37).
Tabela . Iluminância para 
manter a mesma 
visibilidade em função da 
distância
PERCEPÇÃO VISUAL - ACOMODAÇÃO
 Este ajuste ocorre em função de diferentes curvaturas
do cristalino (se o ponto de observação está próximo, a
curvatura é maior do que quando está longe).
 A capacidade de acomomodação diminui com a idade,
em decorrência do endurecimento do cristalino.
VISTA DE PERTO
VISTA DE LONGE
CRISTALINO POUCO 
CURVADO
CRISTALINO MUITO 
CURVADO
PERCEPÇÃO VISUAL - ADAPTAÇÃO
Capacidade do olho de ajustar-se automaticamente às diferentes
luminâncias dos objetos através da abertura e fechamento da pupila.
O olho pode adaptar-se a uma grande variação de condições luminosas
através da regulação da abertura da pupila (entrada de mais ou menos
luz) e mudança de sensibilidade da retina (cones e bastonetes).
Funcionamento de bastonetes e cones em função da luminância do
ambiente:
a) 0,001 cd/m2, os bastonetes começam a operar, a pupila está bem 
aberta; 
b) 3 cd/m2, os cones começam a operar; 
c) 1.000 cd/m2, a pupila fecha ao seu mínimo. 
PERCEPÇÃO VISUAL - ADAPTAÇÃO
Alguns projetos tiraram partido deste efeito do ofuscamento
momentâneo causado no processo de adaptação visual.
Catedral de Brasília, Oscar Niemeyer, 1970.
PERCEPÇÃO VISUAL - ADAPTAÇÃO
Para o olho acomodar-se à escuridão são
necessários cerca de 30 minutos. Para
acomodar-se à luz, 3 minutos. O olho é
capaz de perceber objetos expostos a um
amplo intervalo de iluminâncias.
CAMPO VISUAL
Limitado a 130° vertical e 180° horizontal.
CAMPO VISUAL
A retina possui zonas concêntricas de sensibilidade. Dentro do campo
visual total podem ser distinguidas 4 zonas:
campo visual central – centro da atenção, com cerca de 2°, máxima
visão;
zona da tarefa visual - 16° no sentido vertical e 20° no sentido
horizontal;
entorno – ou campo visual periférico, percebido sem necessidade de
movimentação dos olhos, com cerca de 36° no sentido vertical e 44°
no sentido horizontal;
limite zona da visão – não tem cones, logo a percepção de cores é
pouco detalhada, com cerca de 90°.
TAREFA VISUAL
A eficiência da tarefa visual depende dos seguintes fatores: 
 tamanho do detalhe a ser distinguido – a distância da tarefa ao 
olho permitirá a visão clara dos detalhes (forma, cor, texturas); 
 contraste de luminância e cor do detalhe em relação ao seu 
entorno – o fundo pode causar distração ou ajudar a captar os 
detalhes da tarefa visual; 
 velocidade e cuidado requeridos no desempenho da tarefa – o 
tempo em que a tarefa visual ficará exposta ao olho; 
 tempo durante o qual a tarefa é feita sem interrupção – tempo 
exigido de concentração na tarefa visual, ligada ao cansaço físico. 
ACUIDADE VISUAL
Acuidade visual está ligada à visão dos detalhes. É a capacidade de 
ver distintamente detalhes finos com separação angular muito pequena 
ou a menor espessura de um traço que pode ser vista sem dificuldade. 
A acuidade visual depende: 
idade – diminui com a idade, devido à contração do diâmetro pupilar e 
o amarelecimento do cristalino; 
iluminação do objeto – detalhes muito pequenos necessitam de 
maior iluminação e vice-versa; 
tempo de exposição do objeto à vista – detalhes menores exigem 
maior exposição do detalhe ao olho para este perceber o detalhe; 
luminância do fundo – a cor do fundo e a cor do objeto devem ter um 
contraste adequado para facilitar a percepção do detalhe. 
ACUIDADE VISUAL
Uma pessoa com 60 anos tem cerca de 
75% da acuidade visual de outra com 20 
anos, portanto ela precisará de 33% mais 
luz para ter o mesmo desempenho visual 
que a pessoa mais jovem. 
Uma pessoa com 80 anos, por sua vez, 
precisará de 50% mais luz que um jovem 
de 20 anos.
PERSISTÊNCIA VISUAL
 Devido à sensibilização do olho ser de natureza química, o
mesmo tem tendência a manter durante algum tempo a
imagem na retina.
 Depende do tempo de exposição do objeto e de sua
luminosidade. Quanto maior o tempo de exposição e maior
for a luminosidade do objeto, mais tempo sua imagem
ficará retida na retina.
 Esta capacidade do olho humano permite ter a noção de
continuidade ao se observar um filme.
PERSISTÊNCIA VISUAL
Efeito estroboscópico – são objetos que o olho percebe como se
estivessem parados, embora estejam em movimento de rotação.
Este efeito surge quando a fonte de luz é intermitente (acende e
apaga em uma determinada frequência). Quando a frequência de
rotação do objeto for igual à frequência da luz, o olho não será
capaz de perceber o movimento do mesmo, interpretando como se
o mesmo estivesse parado.
Uma pessoa caminhando em ambiente 
escuro,com uma lâmpada piscando em 
uma certa frequência,passa sensação 
de que a mesma esta parada,em locais 
distintos,pois você vai vê-la apenas nos 
momentos em que a luz se acende.
EFEITO ESTROBOSCÓFICO
 Deve-se ter especial cuidado com este efeito em indústrias de
torneamento (metalúrgicas, por exemplo) e serrarias, que pode
causar acidentes graves, especificando uma iluminação que não
cause este efeito, principalmente lâmpadas fluorescentes.
 Evita-se o uso de reatores com apenas uma lâmpada, usando-as
aos pares ou usam-se reatores de alta frequência e de alta
confiabilidade.
SENSIBILIDADE AO CONTRASTE
É a capacidade do olho humano em discernir luminâncias diferentes
para diferentes superfícies. Dependendo da proximidade entre as
luminâncias das superfícies ou elementos próximos, o olho terá
maior ou menor capacidade em discernir estas luminâncias.
Por exemplo:
Maior contraste – letras pretas sobre papel branco. 
Quanto menor o contraste, mais difícil se torna a leitura.
Fonte: Costa, 1998.
Menor contraste – letras verdes 
sobre papel azul.
SENSIBILIDADE AO CONTRASTE
 Em situações de baixo
contraste, é necessário
aumentar a iluminação.
 Dia completamente claro
– distinguimos uma
diferença de luminância
de menos de 1%.
 Condições de iluminação pobre – superfícies com até 10% de 
diferença de luminâncias podem ser percebidas como iguais. 
SENSIBILIDADE AO CONTRASTE
O contraste de luminâncias é um requisito fundamental de 
conforto visual.
Existe uma luminância ideal entre a tarefa visual e o seu 
entorno imediato.
Fonte:Mascaró, 1980.
 3:1 – objeto e superfície de 
trabalho
 10:1 – superfície de trabalho e 
seu entorno imediato (espaço 
circundante). 
 40:1 – máxima diferença no 
campo visual total. 
SATURAÇÃO
Acontece quando a luminância média do campo de visão é 
igual ou superior a aproximadamente 25.000 cd/m2.
Pode ser:
 Relativa – contrastes altos entre as superficies do campo
visual,não impede o desenvolvimento da tarefa visual
(ambiente geral escuro e brilho de uma janela ensolarada).
 Absoluta – brilho da fonte é muito alto , impedindo o
desenvolvimento da tarefa visual (visão direta do sol).
 De adaptação – não houve tempo para o olho acostumar-
se a luminâncias diferentes (entrar em um ambiente
iluminado saindo de um muito escuro).
SATURAÇÃO
Saturação relativa Saturação absoluta
PERTUBAÇÕES VISUAIS
O desconforto Visual/Lumínico ocorre principalmente por 
erros de concepção projetual, que resultam em: 
 Má distribuição da luz no ambiente; 
 Excesso de luz ealto contraste: Ofuscamento; 
 Direcionamento do olho para fonte de luz .
PERTUBACÕES VISUAIS
Ofuscamento:
Falta de adaptação do olho provocada por luminância ou
contraste excessivo no campo visual;
PERTUBAÇÕES VISUAIS
O ofuscamento é função: 
 da luminância da fonte; 
 da luminância do fundo; 
 do tamanho relativo da fonte; 
 da posição relativa da fonte 
em relação à direção da visão; 
 do número de fontes 
presentes no campo de visão. 
O ofuscamento pode 
ocorrer devido à: 
 visão direta da 
fonte de luz; 
 por reflexão. 
PERTUBAÇÕES VISUAIS
•Ofuscamento por contraste: caso a 
proporção entre as luminâncias de 
objetos do campo visual seja 
maior do que 10:1 * 
•Ofuscamento por saturação: neste 
caso o olho é saturado com luz em 
excesso; esta saturação ocorre 
normalmente quando a luminância
média da cena excede 25.000 cd/m2. 
*As proporções indicam a diferença de luminância entre duas zona do 
campo de visão total. 
PERTUBAÇÕES VISUAIS
Contraste maior que 1/5 no campo visual 
imediato.
Maior que 1/30 no campo periférico.
Gera ofuscamento e desconforto
 Melhor uniformidade de iluminação.
 Contraste entre mesa e fundo da sala < 1/10
 Alcance e aumento da luz no fundo da sala.
 Contraste < 1/2.
 Aparência uniforme.
PERTUBAÇÕES VISUAIS
Medidas para se evitar o ofuscamento: 
 reduzir a luminância da fonte; 
 colocação de elementos de controle na fonte de luz; 
 posicionamento da fonte de luz fora do ângulo normal 
de visão; 
 eliminação de reflexões indesejáveis que possam ser 
percebidas na tarefa visual ou entorno imediato; 
 aumentar a luminância do entorno até um máximo 
aceitável de contraste. 
PERTUBAÇÕES VISUAIS
 Evitar a posição do usuário
na região limitada por um 
ângulo de 45° entre o eixo
central da luminária e o eixo
da visão. 
 Utlizar luminarias com 
elementos que impeçam a 
visualização direta da fonte
de luz (ex:aletas,difusor…).
 Dentro do ângulo de 45°
ocorrerá ofuscamento
indireto.
*Uma fonte de luz causa menos 
desconforto visual quanto maior for o 
ângulo entre a mesma e a linha de 
visão (Fonte: Abilux, 1992, p.31) 
QUANTIDADE X QUALIDADE
 Um dos fatores mais significativos da substituição da ABNT NBR 
5413 pela NBR 8995-1 foi a inclusão de requisitos qualitativos para 
o projeto de iluminação. Dentre eles, um dos mais relevantes é o 
controle do nível de desconforto por ofuscamento.
 Nova edição foi baseada na Norma Internacional ISO-8995-1: 
Lighting of Workplaces.
 A Norma nos fornece o nível de iluminância necessário para cada 
tipo de atividade. 
 A nova norma agora aborda Temas como o controle de 
ofuscamento (UGrl), Índice de reprodução de cor ( Ra), 
Temperatura de Cor, manutenção das lâmpadas e luminárias. 
NBR 8995-1
A norma enfatiza a importância de limitar o Ofuscamento, pois pode 
causar fadiga visual, erros e até mesmo acidentes.
O Ofuscamento pode ser classificado como: 
 Desconfortável - surge diretamente de luminárias brilhantes ou 
janelas no interior de locais de trabalho.
 Inabilitador – 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 - causado por reflexões em superfícies especulares, 
também sendo conhecido como reflexão veladora.
NBR 8995-1
A Comissão Internacional de Iluminação (CIE) define o UGR (Unified
Glare Rating), como Índice de Ofuscamento Unificado e tornou-se 
referência na nova norma brasileira para controle do ofuscamento.
Quanto ao ofuscamento os valores são adotados na seguinte escala 
de valores:13 – 16 – 19 – 22 – 25 – 28, em que 13 representa o 
ofuscamento desconfortável menos perceptível e cada escala 
anteriormente representa uma mudança significativa no efeito do 
ofuscamento.
Os índices individuais de UGR em um sistema de iluminação podem 
ser calculados utilizando-se os programas computacionais de cálculo 
luminotécnico. Dessa forma, o projetista poderá verificar se seu 
projeto atenderá às recomendações de limitação do ofuscamento que 
estarão definidas na revisão da norma.
NBR 8995-1
Norma NBR 
8995-1,com os
valores mínimos
de iluminância, 
IRC e 
Ofuscamento
Limite,de acordo
com os
ambientes,
e suas
respectivas
funções.
ILUMINAÇÃO X SAÚDE E BEM ESTAR
 Entende-se que luz causa um grande impacto
psicofisiológico nos seres humanos, interferindo em seus
sentimentos.
 Uma iluminação inadequada pode ser prejudicial
causando alguns problemas como baixa produção, baixo
aprendizado, acidentes, stress entre outros danos.
 Mas do mesmo modo que uma iluminação inadequada é
prejudicial uma iluminação adequada traz inúmeros
benefícios.
ILUMINAÇÃO X SAÚDE E BEM ESTAR
 Uma longa exposição à iluminação inadequada, durante o dia e à 
noite contribui para a perda de ordem temporal interna ou 
perturbação cronológica.
 Podem estar associados a problemas como depressão, insônia, 
câncer e doenças cardiovasculares.
 Segundo a OMS (2014), a forte exposição à luz está relacionada 
com alterações nas taxas metabólicas, resultando em obesidade, 
diabetes tipo II e doenças cardíacas.
 Relação de causa e efeito entre alterações no sistema imunológico, 
alguns casos de câncer com exposição exagerada à luz e a baixos 
níveis de melatonina. 
TRABALHO PARA PRÓXIMA AULA
Diante das afirmações anteriores à respeito da influência
da iluminação sobre à saúde e o bem estar do ser humano,
faça uma pesquisa mais aprofundada sobre o assunto e
desenvolva um relatório com as suas conclusões,
abordando tantos os aspectos positivos como negativos
que a iluminação natural e artificial podem propiciar.
Este deverá ser entregue impresso com no mínimo duas
folhas, sem contar com a bibliografia.
Faremos uma discursão em sala sobre o tema proposto.