Aula Grandezas - Calculos iluminaçao

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Teoria: Grandezas e Unidades
1 – Fluxo radiante e luminoso, 
intensidade luminosa, diagramas e curvas 
fotométricas, diagramas de linhas 
isocandelas;
2 – Quantidade de luz, eficiência e 
excitação luminosa, iluminamento, 
luminância;
Prática: Medições no NI em ambientes 
diferentes ambientes fechados
UNAR – Aula_4_Carolina F. P._Grandezas e Unidades_COA Lumínico
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Luminotécnica - introdução
• "Iluminar - distribuir luz de acordo com a 
percepção humana".
• Iluminação artificial 
• não consideraremos a iluminação
• produzida pela luz natural
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Fotometria
• A Fotometria é a parte da Física Aplicada que 
(fundada por Lambert em 1760) trata da 
intensidade das luzes emitidas pelas fontes e 
considera os efeitos de iluminação que ela 
produzem sobre os corpos. (PRADO, 1961. p. 
27A).
• (medição das grandezas relativas a parte da 
radiação visível)
• “o ramo da ciência que trata da medição da 
luz".
UNAR – Aula_4_Carolina F. P._Grandezas e Unidades_COA Lumínico
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Fotometria lida com o balanço de energia 
nos processos de emissão, propagação 
e absorção de radiação. A quantidade de 
radiação pode ser avaliada em unidades 
de energia ou no seu efeito sobre o 
receptor: o olho humano, a película 
fotográfica, a pele humana, etc.
Fotometria
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Principais Grandezas
1. Intensidade Luminosa
2. Fluxo Luminoso
3. Iluminância
4. Luminância
5. Contraste
6. Potência e Eficiência Energética
7. Índice de Reprodução de Cor
8. Temperatura de Cor
Iluminação natural
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Grandezas Fotométricas
• 1. Fluxo Radiante ou Energético e 2. Fluxo 
Luminoso
Fluxo radiante é a potência [W] da radiação 
eletromagnética emitida ou recebida por um corpo. 
O fluxo radiante pode conter frações visíveis e não 
visíveis. Por exemplo, quando uma lâmpada é
ligada não é apenas a radiação visível que é vista, 
a radiação térmica (infravermelho) também é
sentida. 
O componente de qualquer fluxo radiante que gera 
uma resposta visual é chamado de fluxo luminoso -
φ. A unidade para fluxo luminoso é lumen
[lm].Comprimentos de onda entre (380 a 780 nm).
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Exemplos de Fluxo Luminoso
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• Lâmpadas conforme seu tipo e potência 
apresentam fluxos luminosos diversos:
lâmpada incandescente de 100 W: 1000 lm;
lâmpada fluorescente de 40 W: 1700 a 3250 lm;
lâmpada vapor de mercúrio 250W: 12.700 lm;
lâmpada multi-vapor metálico de 250W: 17.000 lm
Exemplos de Fluxo Luminoso
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2. Eficiência Luminosa
• Uma fonte de luz ideal 
seria aquela que 
converteria toda sua 
potência de entrada 
[W] em luz [lm]. Todas 
as fonte de luz 
convertem parte da 
potência em radiação 
infravermelho ou 
ultravioleta. A 
habilidade da fonte de 
converter potência em 
luz é chamada de 
eficiência luminosa, η
(etá):
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Eficiência Luminosa - Mito
Muitos fabricantes apresentam as suas lâmpadas de 
alta eficiência. A comparação feita é em função da 
potência das fontes ao invés da eficiência luminosa!!!
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3. Intensidade luminosa
• Se você olhar diretamente para um farol e depois repetir 
a operação mais de lado, é aparente que não é só a 
quantidade total de luz emitida pela fonte que é
importante. A direção de propagação da luz também é
vital.
• Luz se propagando numa dada direção, é chamada 
intensidade luminosa [ I ] e sua unidade é candela [cd] (fi
sobre omega).
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Intensidade luminosa
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Intensidade luminosa – curva 
fotométrica
Distribuição da intensidade ao redor de
uma fonte pode ser confeccionada a 
partir de medições de intensidade 
luminosa.
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4. Iluminância
• Quando a luz emitida por uma fonte atinge 
uma superfície, esta superfície será
iluminada. Assim, iluminância (E), é a 
medida da quantidade de luz incidente 
numa superfície por unidade de área. Sua 
unidade no sistema internacional é
lumen/m² ou lux [lx].
• (é a luz que chega)
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A fonte de luz possui uma intensidade luminosa “I” de 1 candela [cd]. O fluxo 
luminoso se propaga sob um ângulo de 1 esterradiano [sr]. Este fluxo luminoso 
produzirá em uma superfície de 1 m² que está afastada da fonte de 1 m, a 
iluminância de 1 lux [lx].
Observe que quanto mais distante da fonte luminosa, o fluxo luminoso se 
expande cada vez mais, tornando-se menos denso. Portanto, para uma 
superfície a 0,5 m da fonte a área é igual a 1/4 da área a 1 m. Se a 1 m a 
iluminância é de 1 lux, a 0,5 m, com um fluxo luminoso bem mais denso, a 
iluminância é de 4 lux. Figura a seguir:
Iluminância
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Iluminância
Lei do Inverso do Quadrado da Distância
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• Na prática, é a quantidade 
de luz dentro de um 
ambiente, e pode ser 
medida com o auxílio de 
um 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).
Iluminância
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• Para obter conforto visual, 
considerando a atividade que se 
realiza, são necessários certos níveis 
de iluminância médios. 
• Os mesmos são recomendados por 
normas técnicas (ABNT - NBR 5523).
Iluminância
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E quais seriam os limites superiores? As pessoas geralmente 
consideram 500 lux em ambientes internos como ‘muito claro’ e 
5.000 lux em ambientes externos como ‘muito escuro’
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Iluminância
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5. Luminância
• Luminância pode ser 
considerada como 
uma medida física do 
brilho de uma 
superfície iluminada ou 
fonte de luz, sendo 
através dela que os 
seres humanos 
enxergam. A 
luminância é uma 
excitação visual e a 
sensação de brilho é a 
resposta visual desse 
estímulo. (luz que sai)
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• Assim, luminância “L”, é definida como a intensidade 
luminosa por unidade de área aparente de uma 
superfície numa dada direção e sua unidade no SI é
candela/m2 [cd/m2]. A área aparente, A’, é a área que a 
superfície parece ter do ponto de vista do observador. 
Luminância
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A área aparente A’ = A . cos β, onde “A” é a área real da 
superfície, “β” é o ângulo entre o vetor normal a superfície 
e a direção de observação e I(β) é a intensidade luminosa 
na direção considerada.
Luminância
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• O olho humano detecta luminâncias da ordem 
de um milionésimo de cd/m2 até um limite 
superior de um milhão de cd/m2, a partir do qual 
a retina é danificada. 
• Ofuscamento, impedimento da visão, ocorre a 
partir de 25.000 cd/m2. Assim se explica como 
os olhos podem ser facilmente danificados pela 
visão direta da luz solar que apresenta uma 
luminância 1.000 vezes maior que o limite 
máximo.
Luminância
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• 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. 
• Em outras palavras, é a 
Intensidade Luminosa 
que emana de uma 
superfície, pela sua 
superfície aparente. 
Luminância
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Valores de luminância de algumas 
fontes
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6. Contrastes
• ( C ) É a diferença relativa de luminâncias ente um 
determinado objeto e seu entorno. 
Diferenças de luminâncias significam contrates de cores. Efeitos Luz 
e Sombra Deve-se tomar cuidado no direcionamento do foco de 
uma luminária, para evitar que sejam criadas sombras incômodas, 
lembrando, porém, que a total ausência de sombras leva à perda da 
identificação da textura e do formato dos objetos. Uma boa 
iluminação não significa luz distribuída por igual.
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7. Índice de reprodução de cor 
(IRC)
• Sem luz não há cor!!! Lembra? A maça “quer” ser 
vermelha, mas se não há luz ela não aparece vermelha.
• Quantifica a fidelidade com que as cores são 
reproduzidas sob uma determinada fonte de luz. 
• 100 IRC – reprodução fiel a luz natural.Essa escala vai de 0 a 100
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IRC
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IRC
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IRC - Exemplos
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IRC e exemplos de aplicação
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• IRC em 
diferentes tipos 
de lâmpadas
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8. Temperatura de Cor (ºK)
• Temperatura de Cor é a grandeza que expressa a 
aparência de cor da luz, sendo sua unidade o Kelvin (K). 
Quanto mais alta a temperatura de cor , mais branca é a 
cor da luz. A luz quente é que tem aparência de cor 
amarelada e a temperatura de cor baixa: (menor que 3000 
K). A luz fria, ao contrário, tem aparência azul - violeta, 
com temperatura de cor elevada: (6000 K ou mais). A luz 
branca natural é aquela emitida pelo sol em céu aberto ao 
meio dia, cuja temperatura de cor é 5800 K.
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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. Um 
exemplo deste tipo de iluminação é a utilizada em salas de estar, 
quartos ou locais onde se deseja tornar um ambiente mais 
aconchegante. Da mesma forma, quanto mais alta for a temperatura
de cor, mais “fria” será a luz.
Temperatura de Cor (ºK)
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Quanto mais alta for a temperatura de cor, mais “fria” será
a luz, um exemplo deste tipo de iluminação é a utilizada 
em escritórios, cozinhas ou locais em que se deseja 
estimular ou realizar alguma atividade laborativa.
Os termos “luz quente” ou “luz fria”, portanto, referem-se à
sensação visual de uma luz mais aconchegante ou mais 
branca, respectivamente.
Temperatura de Cor (ºK)
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Sensações de aconchego ou estímulo podem ser provocadas quando 
se combinam a Tonalidade de Cor correta da fonte de luz ao nível 
de Iluminância pretendido
Temperatura de Cor (ºK)
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Temperatura de Cor (ºK)
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Temperatura de Cor (ºK)
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Temperatura de Cor (ºK)
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Temperatura de Cor (ºK)
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Reflexão
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Reflexão de superfície especular (rugosa), 
difusa (espelhos) e 
composta (em geral).
Reflexão
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Exemplos de Índices de reflexão 
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Reflexões
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Reflexão - Materiais Polidos
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Reflexão - Materiais Pétreos
Naturais
Granito
Mármores
Basalto
Ardósia
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Transmissão
Novos tipos de vidro têm sido estudados e 
propostos no sentido de aumentar a transmissão 
da luz natural e a reflexão da radiação térmica.
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Absorção
• Parte do fluxo luminoso incidente em uma 
superfície não é refletido nem transmitido, 
passando a ser absorvido por ela. 
• A parcela absorvida pela superfície 
depende das características da mesma, 
sendo que sua cor será definida em 
função das parcelas do fluxo luminoso 
incidente que é absorvido e refletido.
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Ofuscamento
• Condição desfavorável 
de adaptação do olho 
para a boa visão 
causando desconforto, 
fadiga ou perda 
temporária de visão.
• Sob condições de luz 
artificial é visão direta 
de fontes de luz sem a 
devida proteção.
• Existem graus 
diferentes de 
ofuscamento, dos quais 
muitas vezes não 
temos consciência.
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Ofuscamento
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Ofuscamento
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Medidas para redução do 
ofuscamento
• Redução da luminâncias da fonte
• Colocação de elementos de controle na 
fonte de luz
• Posicionamento da fonte de luz fora do 
ângulo de visão (acima de 45º)
• Evitar reflexões
• Aumento de luminâncias do entorno à
fonte (onde estão as janelas)
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Recordando - Resumo
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Recordando
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Recordando
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Recordando
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Recordando
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Critérios de desempenho do ponto 
de vista do projeto de iluminação
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Critérios de desempenho do ponto 
de vista do projeto de iluminação
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Critérios de desempenho do ponto 
de vista do projeto de iluminação
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Critérios de desempenho do ponto 
de vista do projeto de iluminação
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Projeto de Iluminação
Projeto de iluminação pode ser resumido 
em:
●Escolha da lâmpada e da luminária mais 
adequada
● Cálculo da quantidade de iluminação
● Disposição das luminárias no recinto
●Cálculo de viabilidade econômica
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Aspectos a serem considerados 
no Projeto de Iluminação
• A função do ambiente e o nível de iluminação 
necessário para realização das tarefas. Quanto maior a 
exigência visual da tarefa a ser realizada,maior deve ser 
o nível de iluminância média (NBR –5413).
• A forma e as dimensões físicas do ambiente
• A disposição do mobiliário e da estrutura
• Os materiais e cores empregados nos acabamentos e 
mobiliário
• O índice de reprodução de cores
• As características e o posicionamento de lâmpadas e 
luminárias
• Ausência de ofuscamento
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Cálculo
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Cálculo – passo 1
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Exercício de exemplo - cálculo
• O Método dos Lumens tem por finalidade 
principal determinar o número de 
luminárias necessárias.
1. De acordo com a NBR 5413, para a 
determinação da iluminância do local.
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Exercício de exemplo - cálculo
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Cálculo – passo 2
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Cálculo – passo 3
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Tabela de 
refletância
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Fator de utilização
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Cálculo – passo 4
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Cálculo – passo 5
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Exemplo de distribuição