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LUMINOTÉCNICA, INSTALAÇÕES E SISTEMAS ESTRUTURAIS Profª Ana Flávia Rêgo Mota anafrmota@gmail.com AULA 6 – Grandezas luminotécnicas LUZ A luz é uma radiação eletromagnética que, ao penetrar no olho, acarreta sensação de claridade. Cada frequência, dentro do intervalo das radiações visíveis causa uma sensação diferente de cor. A sequência dessas cores corresponde ao arco-íris. A luz que contiver todas as radiações do espectro visível causa, geralmente, a sensação da luz branca. LUZ AULA 6 – Grandezas luminotécnicas Grandezas Luminotécnicas FLUXO ENERGÉTICO OU POTÊNCIA (P) Potência transportada por todas as formas de radiação – luz visível, infravermelho e a ultravioleta. Unidade: Watts (W) Grandezas Luminotécnicas FLUXO LUMINOSO () É a quantidade total de luz emitida por segundo por uma fonte luminosa. Sua unidade de medida é o lúmen (lm). Exemplos: Lâmpada incandescente 100W – 1460 lm Lâmpada fluorescente 40W de 1700 a 3000 lm, dependendo da temperatura de cor. Grandezas Luminotécnicas EFICIÊNCIA LUMINOSA () É a capacidade da fonte em converter potência em luz e é representada pela razão entre o fluxo luminoso emitido por uma fonte e a potência consumida pela mesma. = / P onde: é o fluxo luminoso emitido pela fonte. P é a potência elétrica absorvida pela fonte. Unidade: lúmens por Watts (lm/W). Grandezas Luminotécnicas Útil para a análise econômica e de consumo energético; Importante parâmetro na comparação entre as lâmpadas, que permite determinar qual lâmpada tem maior rendimento. Grandezas Luminotécnicas INTENSIDADE LUMINOSA ( ) Em geral, uma fonte de luz não emite luz da mesma forma em todas as direções. A potência de radiação visível disponível numa dada direção denomina-se intensidade luminosa. Sua utilidade principal é a caracterização técnica de luminárias. = / onde: é o ângulo do sólido. é o fluxo luminoso emitido. Unidade: candela (cd). Grandezas Luminotécnicas ILUMINAMENTO OU ILUMINÂNCIA ( ) Por definição a iluminância é a densidade de fluxo luminoso incidente em uma superfície. E = / S onde: fluxo luminoso emitido pela fonte; S a área da superfície na qual o fluxo incide. Unidade: lúmen / metro quadrado = lux. Na prática, porém, não é possível contar com uma distribuição tão uniforme do fluxo luminoso, trata-se de uma média. Grandezas Luminotécnicas LUMINÂNCIA ( ) É uma medida física de brilho de uma superfície. Refere-se a intensidade luminosa produzida ou refletida por uma superfície aparente. Varia com a cor e a textura da superfície refletora. Unidade: candela / metros quadrados; cd/m². Grandezas Luminotécnicas LUMINÂNCIA ( ) Luminância X Iluminância Grandezas Luminotécnicas RESUMO AULA 6 – Luminotécnica LÂMPADAS Para a escolha do tipo de lâmpada mais adequado para uma determinada aplicação, os parâmetros que devem ser observados são: a) Eficiência luminosa (lm/Watt) b) Vida útil medida em horas de uso c) Índice de reprodução de cores d) Temperatura da cor da lâmpada AULA 6 – Luminotécnica EFICIÊNCIA APROXIMADA DAS LÂMPADAS: LÂMPADA RENDIMENTO (lm/W) Incandescente 10 a 20 Luz mista 20 a 25 Fluorescente 20 a 70 Vapor de Mercúrio 40 a 55 Vapor de Sódio (alta pressão) 90 a 120 Multivapores metálicos 65 a 85 AULA 6 – Luminotécnica EFICIÊNCIA APROXIMADA DAS LÂMPADAS: AULA 6 – Luminotécnica ÍNDICE DE REPRODUÇÃO DE COR (IRC) Baseado em uma tentativa de mensurar a percepção da cor avaliada pelo cérebro. O IRC é o valor percentual médio relativo à sensação de reprodução de cor, baseado em uma série de cores padrões. AULA 6 – Luminotécnica ÍNDICE DE REPRODUÇÃO DE COR (IRC) Se uma fonte luminosa apresenta um índice de 60%, este está relacionado como radiador integral que é de 100%. Isto é verdade em parte. Como a percepção varia segundo o indivíduo e suas experiências anteriores, nem sempre esta avaliação corresponde à realidade. AULA 6 – Luminotécnica ÍNDICE DE REPRODUÇÃO DE COR (IRC) Um IRC em torno de 60 pode ser considerado razoável, 80 é bom e 90 é excelente. Claro que tudo irá depender da exigência da aplicação que uma lâmpada deve atender. Um IRC de 60 mostra-se inadequado para uma iluminação de loja, porém, é mais que suficiente para a iluminação de vias públicas. AULA 6 – Luminotécnica ÍNDICE DE REPRODUÇÃO DE COR (IRC) Lâmpada IRC Incandescente 100 Fluorescente 60 Vapor de mercúrio 55 Vapor metálico 70 Vapor de sódio A. . P. 30 Vapor de sódio B. P. 0 AULA 6 – Luminotécnica TEMPERATURA DE COR É o termo usado para descrever a cor de uma fonte luminosa mediante uma comparação com a cor do corpo negro considerado teoricamente como o corpo radiante perfeito. Para cada cor emitida existe uma temperatura que a determina. AULA 6 – Luminotécnica TEMPERATURA DE COR A cor da luz - quente ou fria, popularmente falando – pode ser especificada por um valor em Kelvin (K). Quatro categorias são normalmente conhecidas: AULA 6 – Luminotécnica TEMPERATURA DE COR 1. 2.500 a 3.000K – quente. A cor da luz das lâmpadas incandescentes, e algumas lâmpadas fluorescentes, fluorescentes compactas e lâmpadas “sódio branca” (SON) SDW-T; AULA 6 – Luminotécnica TEMPERATURA DE COR 2. 3.000 a 4.000K – branco neutro. A cor da luz das lâmpadas de halogênio; 3. 4.000 a 4.900K – branco frio. A cor da luz das lâmpadas fluorescentes, bem como lâmpadas de vapores metãlicos (MHN). AULA 6 – Luminotécnica TEMPERATURA DE COR 4. Mais de 5.000K – luz do dia e luz fria do dia. A cor de luz que se assemelha à luz do dia, assim como as cores fluorescentes comuns. AULA 6 – Luminotécnica TEMPERATURA DE COR AULA 6 – Luminotécnica TEMPERATURA DE COR Céu azul 10.000 a 30.000 Luz do dia (Sol + céu limpo) 5.800 a 6.500 Luz do dia (Sol completamente coberto) 6.400 a 6.900 Luz do dia ao meio-dia 5.250 Luz da Lua 4.100 Lâmpada incandescente de 100W 2.875 Lâmpada fluorescente 6.250 AULA 6 – Luminotécnica AULA 6 – Luminotécnica AULA 6 – Luminárias LUMINÁRIAS Luminária é toda aquela aparelhagem que tem como função modificar (controlar, distribuir e filtrar) o fluxo luminoso emitido pelas lâmpadas: desviá-lo para certas direções (defletores) ou reduzir a quantidade de luz em certas direções para diminuir o ofuscamento (difusores). AULA 6 – Luminárias TIPOS DE LUMINÁRIAS Servem de fixação para as lâmpadas e, eventualmente, para os reatores. Além disso, devem desempenhar essas três funções: 1. Dirigir o fluxo luminoso da lâmpada e adaptar a distribuição luminosa à finalidade de iluminação; 2. Proteger contra ofuscamento, ocultando a lâmpada ou reduzindo a luminância a um nível suportável; 3. Proteger a lâmpada contra danos mecânicos ou químicos e promover proteção elétrica adequada. AULA 6 – Luminárias TIPOS DE LUMINÁRIAS As luminárias são divididas em 5 grupos conforme sua distribuição luminosa: 1. DIRETA: somente o piso e parte das paredes são iluminadas; 2. PREFERENCIALMENTE DIRETA:somento o piso é iluminado;3. UNIFORME:piso, paredes e teto são iluminados; 4. PREFERENCIALMENTE INDIRETA: somento o teto é iluminado; 5. INDIRETA: somente o teto e parte das paredes são iluminados. AULA 6 – Luminárias AULA 6 – Luminárias PADRÕES DE QUALIDADE DA ILUMINAÇÃO Para se projetar uma iluminação com qualidade devem ser levados em conta vários fatores: 1. Iluminamento adequado para a atividade que será desenvolvida no local; 2. Limitação de ofuscamento e brilho incômodo; 3. Distribuição harmônica da luminância no recinto; 4. Equilíbrio de sombras; 5. Temperatura de cor da lâmpada e cores adequadas ao recinto. AULA 6 – Luminárias FATOR DO LOCAL (K) A boa iluminação do ambiente depende de sua área e da altura entre a luminária e o plano de trabalho a ser iluminado. O fator do local é calculado pela fórmula: K = C x L (C+L) x H AULA 6 – Luminárias C: comprimento do local L: largura do local H: altura da luminária com relação ao plano de trabalho K = C x L (C+L) x H AULA 6 – Luminárias FATOR DE UTILIZAÇÃO () Valor obtido em tabelas de fabricantes onde se leva em consideração o fator do local (K) e a avaliação das reflexões médias do teto, das paredes e do piso. Os índices de reflexão são de 10% em superfícies escuras, 30% em superfícies médias, 50% em superfícies claras e 70% em superfícies brancas. AULA 6 – Luminárias FATOR DE UTILIZAÇÃO () TETO, PAREDE, PISO Os índices 1, 3, 5 e 7 correspondem às porcentagens de reflexão nas superfícies. Considerando, por exemplo, que o local tenha teto claro, paredes e pisos escuros, obtemos 511. 10% superfícies escuras 30% superfícies médias 50% superfícies claras 70% superfícies brancas AULA 6 – Luminárias FATOR DE UTILIZAÇÃO (Fu) AULA 6 – Luminárias DETERMINAÇÃO DO NÚMERO DE LÂMPADAS Primeiro determina-se o fluxo total requerido pelo recinto através da fórmula: = S x E x d AULA 6 – Luminárias S: área E: nível de iluminamento desejado d: fator de depreciação considerando o período de manutenção e tipo do ambiente segunda a tabela a seguir = S x E x d AULA 6 – Luminárias FATOR DE DEPRECIAÇÃO EM HORAS Com o tempo, paredes e tetos ficarão sujos. Os equipamentos de iluminação acumularão poeira. As lâmpadas fornecerão menor quantidade ed luz. Alguns desses fatores poderão ser eliminados por meios de manutenção. Na prática, para amenizar oefeito desses fatores, admitindo-se uma boa manutenção periódica, podemos adotar os valores seguintes: AULA 6 – Luminárias FATOR DE DEPRECIAÇÃO EM HORAS Ambiente 2.500h 5.000h 7.500h Limpo 0,95 0,91 0,88 Normal 0,91 0,85 0,80 Sujo 0,80 0,66 0,57 AULA 6 – Exercícios 1. Desejamos saber quantas luminárias TMS 426 com duas lâmpadas fluorescentes TLRS 65/33 serão necessárias em um supermercado com largura de 30m, comprimento de 70m e pé direito de 4,80m. Deseja-se um nível de iluminação de 200 lux. AULA 6 – Exercícios 1. Gabarito K = C x L (C+L) x A K = 70 x 30 (70+30) x 4,80 K = 4,375 = S x E x d = 0,70 d= 0,91 = 2100 x 200 0,70 x 0,91 AULA 6 – Exercícios 1. Gabarito = 659.340,659 lúmens = 2100 x 200 0,70 x 0,91 Nº de lâmpadas = fluxo total fluxo da lâmpada AULA 6 – Exercícios 1. Gabarito Nº de lâmpadas = 659.340,659 = 133,20 4.950 lúmens Nº de luminárias = 133,20 /2 = 66,6 AULA 6 – Luminárias DISTRIBUIÇÃO DE LUMINÁRIAS O espaçamento entre as luminárias depende de sua altura com relação ao plano de trabalho – altura útil - e de sua distribuição de luz. Esse valor situa-se, geralmente, entre uma vez e uma vez e meia a altura útil, em ambas as direções. O espaçamento até as paredes deverá corresponder à metade desse valor. AULA 6 – Luminárias DISTRIBUIÇÃO DE LUMINÁRIAS A B AULA 6 – Exercícios 2. Desejamos saber quantas luminárias HDK 452 com uma lâmpada a vapor de sódio de alta pressõa SON 150 serão necessárias em um supermercado com largura de 30m, comprimento de 70m e pé direito de 4,80m. Deseja-se um nível de iluminação de 200 lux. AULA 6 – Exercícios 3. Desejamos saber quantas luminárias TCK 426 com duas lâmpadas fluorescentes TLRS 40/33 serão necessárias em uma sala de aula com largura de 5m, comprimento de 6m e pé direito de 3m. Deseja-se um nível de iluminação de 800 lux. AULA 6 – Exercícios 4. Desejamos saber quantas luminárias HDK 451 com uma lâmpada mista ML 250 serão necessárias em um armazém com largura de 8m, comprimento de 15m e pé direito de 4m. Deseja-se um nível de iluminação de 150 lux. AULA 6 – Exercícios 5. Desejamos saber quantas luminárias HDK 451 com uma lâmpada mista ML 160 serão necessárias em um armazém com largura de 8m, comprimento de 15m e pé direito de 4m. Deseja-se um nível de iluminação de 150 lux. AULA 6 – Luminárias Equipamentos auxiliares utilizados em iluminação: – Luminária Abriga a lâmpada e direciona a luz – Soquete Garante a fixação mecânica e as conexão elétrica da lâmpada – Transformador Converte a tensão de rede (tensão primária) para outra tensão (tensão secundária); Um transformador pode alimentar mais de uma lâmpada (varia de acordo com a potência máxima do mesmo) AULA 6 – Luminárias – Dimmer Função: variar a intensidade de luz de acordo com a necessidade – Reator Ligado entre a rede a lâmpada de descarga Função: estabiliza a corrente através da lâmpada Específico para cada tipo de lâmpada – Reator para corrente contínua Oscilador eletrônico alimentado por uma fonte de corrente contínua Função: fornece as características necessárias para o perfeito funcionamento da lâmpada AULA 6 – Luminárias – Starter Elemento bimetálico Função – pré-aquecer os eletrodos das lâmpadas fluorescentes – fornecer em conjunto com o reator eletromagnético convencional um pulso de tensão necessária para o acendimento da lâmpada – Não são utilizados com reatores eletrônicos de partida rápida – Ignitor Função: fornecer a lâmpada um pulso de tensão para o acendimento – Capacitor Função: corrigir o fator de potência de um sistema que utiliza reator magnético Específico para cada reator AULA 6 – Luminárias CLASSIFICAÇÃO DAS LÂMPADAS
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