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Apostila de Conforto Ambiental luminotécnica

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA CATARINA 
CENTRO TECNOLÓGICO 
CURSO DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ARQUITETURA E URBANISMO 
CURSO DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CONSTRUÇÃO CIVIL 
APOSTILA DE CONFORTO AMBIENTAL - ILUMINAÇÃO 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fernando Oscar Ruttkay Pereira, PhD 
Marcos Barros de Souza, Dr. 
 
 
 
 
Florianópolis, SC 
2005 
 2
SUMÁRIO 
 
ILUMINAÇÃO ............................................................................................................. 001 
A BASE FÍSICA - LUZ ........................................................................................... 001 
 
1. FOTOMETRIA ....................................................................................................... 006 
1.1. GRANDEZAS FOTOMÉTRICAS ............................................................ 007 
1.1.1. Fluxo Radiante e Fluxo Luminoso ............................................... 007 
1.1.2. Eficiência Luminosa ...................................................................... 008 
1.1.3. Intensidade Luminosa .................................................................. 009 
1.1.4. Iluminância ...................................................................................... 011 
1.1.5. Luminância ........................................................................................ 012 
1.2. LEIS FUNDAMENTAIS DA ILUMINAÇÃO ....................................... 016 
1.2.1. Lei do inverso do quadrado .......................................................... 016 
1.2.2. Lei do cosseno ................................................................................ 016 
1.2.3. Lei da aditividade ......................................................................... 017 
1.3. PROPRIEDADES ÓTICAS DOS MATERIAIS ................................... 017 
1.3.1. Reflexão .......................................................................................... 019 
1.3.2. Absorção ......................................................................................... 019 
1.3.3. Transmissão ................................................................................... 019 
1.3.4. Refração ......................................................................................... 020 
 
2. COR ............................................................................................................................. 022 
2.1. CLASSIFICAÇÃO DAS CORES ............................................................. 023 
2.2. TEMPERATURA DA COR CORRELATA ............................................... 028 
2.3. APARÊNCIA DE COR ............................................................................... 028 
2.4. REPRODUÇÃO DAS CORES ................................................................... 029 
2.5. USO DAS CORES EM AMBIENTES DE TRABALHO ...................... 031 
2.6. USO DAS CORES NAS SINALIZAÇÕES .......................................... 032 
 
3. ILUMINAÇÃO ESPACIAL .............................................................................. 034 
3.1. ILUMINAÇÃO ESCALAR ........................................................................ 034 
3.2. VETOR ILUMINAÇÃO ............................................................................ 035 
 
4. VISÃO E PROJETO DE ILUMINAÇÃO .................................................. 036 
4.1. VISÃO E PERCEPÇÃO .............................................................................. 037 
4.2. ADAPTAÇÃO VISUAL ............................................................................ 038 
4.3. DESEMPENHO DAS TAREFAS VISUAIS ......................................... 038 
 3
4.3.1. Iluminância média (nível de iluminação médio) ...................... 039 
4.3.2. Contraste ....................................................................................... 040 
4.3.3. Acuidade visual ............................................................................. 041 
4.3.4. Desempenho visual ....................................................................... 042 
4.3.5. Eficiência visual ............................................................................ 043 
4.4. OFUSCAMENTO ...................................................................................... 043 
 
 
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ........................................................... 51 
ANEXOS 
 4
ILUMINAÇÃO 
 
 
PREÂMBULO "Por que estudar a luz?" 
 
Na sociedade moderna as pessoas passam a maior parte do tempo em ambientes 
iluminados parcialmente por aberturas, mas predominantemente iluminados artificialmente. Nas 
estradas, à noite, estamos totalmente dependentes dos faróis dos veículos e das luminárias das 
ruas para nossa segurança. Desta forma, a maior parte do ambiente que vemos, seja de trabalho 
ou não, é iluminado artificialmente. 
 
Iluminação inadequada pode causar desconforto e fadiga visual, dor de cabeça, 
ofuscamento, redução da eficiência visual ou mesmo acidentes. Iluminação artificial é também 
um dos sistemas que mais consome energia no ambiente construído. Boa iluminação aumenta a 
produtividade, gera um ambiente mais prazeiroso e pode também salvar vidas. Portanto, garantir 
uma iluminação adequada é uma das principais responsabilidades não só dos projetistas, mas 
também de administradores e autoridades locais. 
 
 
 
 
A BASE FÍSICA - LUZ 
 
Várias teorias tem sido utilizadas para descrever o fenômeno da luz. Estas teorias são: A 
Teoria Corpuscular, a Teoria da Onda, a Teoria Eletromagnética, a Teoria do Quantum e 
finalmente uma Teoria de Unificação. 
 
Teoria do Corpuscular 
 
|
Esta foi a teoria defendida por Isaac Newton (1642-
1727), que no século XVII imaginou que a luz poderia ser 
constituída de partículas. Como esta teoria passou a explicar a 
maior parte dos fenômenos e fatos conhecidos na época, 
Newton não quis ir adiante em suas pesquisas, e esta idéia 
tornou-se popular entre seus seguidores. Esta teoria está 
baseada nos seguintes princípios: 
‰ Corpos luminosos emitem energia radiante em 
partículas; 
‰ Que estas partículas são lançadas 
intermitentemente em linha reta; 
‰ Que as partículas atingem a retina e estimulam 
uma resposta que produz uma sensação visual. ISAAC NEWTON 
(1642 – 1727) 
 
 
 
 5
 
 
Teoria das Ondas 
 
Embora a teoria corpuscular fosse amplamente aceita, 
o físico holandês Cristiaan Huygens (1629-1695) não se 
deixou convencer por ela e em 1690 lançou uma série de 
argumentos que o levavam a crer que a luz deslocava-se em 
ondas. O que o levou a defender a teoria das ondas ao invés da 
teoria das partículas, foi a imensa velocidade com que a luz se 
deslocava. Os princípios básicos da teoria das ondas são os 
seguintes: 
‰ A luz era resultante da vibração molecular de 
materiais luminosos; 
‰ Estas vibrações eram transmitidas através de uma 
substância invisível e sem peso que existia no ar e 
no espaço, denominada “éter luminífero”; CRISTIAAN HUYGENS 
(1629 – 1695) 
(Fonte: BURNIE [1994]) 
‰ As vibrações transmitidas atuam na retina, 
simulando uma resposta que produz uma sensação 
visual. 
 
Anos depois, o físico Charles Wheatstone (1802-1875) criou o modelo ondulatório que 
mostrava como as ondas luminosas se comportavam. O modelo de Wheatstone mostrava que o 
éter luminoso fazia o transporte vibrando em ângulo reto com as ondas luminosas, ao contrário 
do que acreditava Huygens, para ele o éter vibrava na mesma direção da luz, se espremendo e 
esticando enquanto transportava as ondas. Atualmente, sabe-se que o éter luminoso não existe. 
 
Thomas Young (1773-1829) juntamente com Augustin Fresnel (1788-1827) conseguiu 
reunir importantes evidências para validar a teoria ondulatória. Young foi o primeiro a concluir 
que as cores