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Disciplina CCE0006 – Instalações elétricas industriais Aula 5 Professor Bruno Sampaio Andrade Unidade 2 – Iluminação industrial 2.4 – Iluminação de interiores Unidade 5 – Técnicas das Instalações elétricas 5.3 – Emendas em condutores Unidade 2 - Iluminação Industrial Iluminação de Interiores Realizar estudo para indicar a solução mais conveniente Quais são as atividades desenvolvidas? Analisar a arquitetura do prédio; Existem riscos de explosão? Projeto de iluminação Unidade 2 - Iluminação Industrial Iluminação de Interiores Normalmente o pé direito das instalações industriais variam de 3,5 a 9 metros. Luminárias mais comuns: Projetores de abertura média com lâmpadas a vapor de mercúrio Luminárias com pintura difusora com lâmpadas fluorescentes Projetores nos pontos mais altos Fluorescentes em geral em alturas menores (<6m) Projeto de iluminação Unidade 2 - Iluminação Industrial Iluminação de Interiores Maneira de instalar os projetores Unidade 2 - Iluminação Industrial Iluminação de Interiores Maneira de instalar luminárias fluorescentes Unidade 2 - Iluminação Industrial Iluminação de Interiores A iluminação principal não deve utilizar lâmpadas incandescentes; Essas lâmpadas devem ser usadas para realçar detalhes ou onde se requer pouca iluminância e quantidade de luminárias A iluminação deve ser a mais uniforme possível Relação entre as iluminâncias nos pontos de menor iluminação e maior iluminação não deve ser menor que 0,7; Deve-se utilizar fluorescentes em prédios com pés direitos menor ou igual a 6 m. Projeto de iluminação - Dicas Unidade 2 - Iluminação Industrial Iluminância: Introdução e conceitos básicos - Corresponde ao fluxo luminoso incidente em uma determinada superfície. E = F / S [lux] Onde: λ – Iluminância [lux] F – fluxo luminoso [lumens] S - área da superfície iluminada [m2] Exemplos de iluminância: Dia de sol de verão a céu aberto – 100.000 lux; Dia com sol encoberto no verão - 20.000 lux; Noite de lua cheia sem nuvens - 0,26 lux Noi te à luz de estrelas - 0,001 lux Unidade 2 - Iluminação Industrial Iluminação de Interiores Iluminância para cada grupo de tarefas visuais – NBR5413 Unidade 2 - Iluminação Industrial Iluminação de Interiores Fatores determinantes da iluminância adequada – NBR5413 Analisar cada característica dada na tabela acima para determinar o seu peso; Somar algebricamente os três valores; Resultado = -2 ou -3? => usar iluminância mais baixa do grupo; Resultado = +2 ou +3? => usar iluminância mais alta do grupo; Demais resultados, usar valor médio. Unidade 2 - Iluminação Industrial Iluminação de Interiores Iluminância mínimas por tipo de atividade – NBR5413 Unidade 2 - Iluminação Industrial Iluminação de Interiores Iluminância mínimas por tipo de atividade – NBR5413 Unidade 2 - Iluminação Industrial Iluminação de Interiores Temperatura da cor Corpo negro na prática não existe, porém alguns materiais se comportam como ele: O filamento de tungstênio ~~ corpo negro O sol se comporta como tal, sendo que sua temperatura de cor é de 5.300 K ao meio dia de um dia ensolarado; > Temp. do corpo negro > a percentagem de energia visível; Quanto mais alta a temperatura, mais “fria” é a luz Unidade 2 - Iluminação Industrial Iluminação de Interiores Temperatura da cor Quanto mais baixa a temperatura da cor, mais “quente” é a luz emitida (tonalidade mais amarelada); As lâmpadas devem permitir que os objetos sejam vistos com todo o espectro de cor que os caracteriza; IRC caracteriza como as cores dos objetos iluminados são percebidos; IRC varia de 1 a 100 para indicar o desempenho das fontes de luz em relação à fonte padrão. Índice de reprodução de cores (IRC) Unidade 2 - Iluminação Industrial Iluminação de Interiores As variações de cor dos objetos iluminados por fontes de luz de diferentes cores podem ser identificadas pelo IRC; Filamento de tungstênio das lâmpadas incandescentes foi o padrão para IRC = 100 Lâmpadas avermelhadas têm baixo IRC ~~ 50 com temperatura de cor de 2.000 K Índice de reprodução de cores (IRC) Unidade 2 - Iluminação Industrial Iluminação de Interiores Devem estar de acordo com o ambiente a iluminar, tanto do ponto de vista econômico quanto ao do recinto; Depósito de poeira nas luminárias, superfícies das lâmpadas, paredes, tetos e piso provocam o decréscimo progressivo da iluminância; Além disso, existe um decréscimo natural do fluxo luminoso das lâmpadas com o seu uso. Escolha dos aparelhos de iluminação Depreciação do fluxo luminoso Unidade 2 - Iluminação Industrial Iluminação de Interiores Método dos lumens; Cálculo de iluminação Método das Cavidades Zonais; Método do ponto a ponto. Unidade 2 - Iluminação Industrial Iluminação de Interiores Obtém o iluminamento médio desejado no plano de trabalho através da fórmula: Método dos Lumens ΨL = E x S/ Fu x Fdl [lumens], Onde: E – Iluminamento médio requerido [lux] S - Área do recinto [m2] Fu = Fator de utilização do recinto Fdt = fator de depreciação do serviço da luminária Unidade 2 - Iluminação Industrial Iluminação de Interiores É a relação entre o fluxo luminoso emitido por uma luminária no fim do período para iniciar o processo de manutenção e o fluxo emitido no início da operação. Fator de depreciação da luminária - Fdl Unidade 2 - Iluminação Industrial Iluminação de Interiores Temperatura da cor Corpo negro – objeto imaginário que emite radiação luminosa de forma contínua. Sua cor = f(temp. Trabalho); Temperatura do corpo negro = 2.800 K (lâmpada incandescente) terá sempre a mesma aparência de cor para um observador padrão Distribuição Unif. do iluminamento – Fator de iluminamento FI = Iluminação < intensidade / Iluminação > intensidade FI > 0,33 => prática => FI ~= 0,7 Unidade 2 - Iluminação Industrial Iluminação de Interiores É a relação entre o fluxo luminoso no plano de trabalho e o fluxo total emitido pelas lâmpadas. Depende das dimensões do ambiente, tipo de luminária e das pintura das paredes. Fator de utilização - Fu Unidade 2 - Iluminação Industrial Iluminação de Interiores Fator de utilização - Fu Unidade 2 - Iluminação Industrial Iluminação de Interiores Para manusear-se a tabela acima, deve-se determinar o índice do recinto K, e do conhecimento das refletâncias médias do teto, da parede e do piso ρte, ρpa e ρpi respectivamente. Teto - Branco ρte = 70%; Claro ρte = 50%; Escuro ρte = 30%; Paredes - Branco ρpa = 50%; Claro ρpa = 30%; Escuro ρpa = 10%; Piso - Escuro ρpi = 10%; Unidade 2 - Iluminação Industrial Iluminação de Interiores Cálculo do índice do recinto - K K = A x B / Hlp x (A + B), Onde: K – índice do recinto A - Comprimento do recinto [m] B = Largura do recinto [m] Hlp = altura da fonte de luz sobre o plano de trabalho [m] Unidade 2 - Iluminação Industrial Iluminação de Interiores Cálculo do número de luminárias Nlu = Ψt / Nla x Ψl, Onde: Nlu – número de luminárias Ψt -Fluxo total a ser emitido pelas lâmpadas [lumens] Nla - número de lâmpada por luminária Ψl - fluxo luminoso emitido por uma lâmpada [lumens] Unidade 2 - Iluminação Industrial Iluminação de Interiores Distribuição das luminárias O espaçamento entre as luminárias depende de sua altura de instalação, não devendo ser maior que de 1 a 1,5 vezes essa altura. Sua distância para a parede deve ser da metade desse valor. Observe a figura abaixo: X <= 1,0 a 1,5 Hlp Y <= 1,0 a 1,5 Hlp Onde: X1 = X/2 Y1 = Y/2 Hlp – altura útil da luminária [m] X e Y – espaçamento entre luminárias [m] Unidade 2 - Iluminação Industrial Iluminação de Interiores Os valores das cavidades podem alterar substancialmente o nível do fluxo luminoso que chega ao plano de trabalho. São elas: Método das cavidades zonais Cavidade do teto – Espaço entre o plano das luminárias e a superfície do forro; Cavidade do recinto – Espaço entre o plano das luminárias e o plano de trabalho; Cavidadedo piso – Espaço entre o plano de trabalho e o piso. Unidade 2 - Iluminação Industrial Iluminação de Interiores Maneira de instalar os projetores Unidade 2 - Iluminação Industrial Iluminação de Interiores Cálculo do fluxo luminoso Ψl = E x S/ Fu x Fdl [lumens], Onde: E – Iluminamento médio requerido [lux] S - Área do recinto [m2] Fu = Fator de utilização do recinto Fdl = fator de depreciação do serviço da iluminação, composto por vários fatores Requer o conhecimento das refletâncias efetivas das cavidades do teto e das paredes e a relação da cavidade do recinto e da curva de distribuição da luminária. Fator de utilização Unidade 2 - Iluminação Industrial Iluminação de Interiores Escolha da luminária e lâmpada: - Fabricante; - Tipo e categoria da luminária; - Lâmpada adotada Metodologia de cálculo do fator de utilização Fator de relação das cavidades: K = 5 x (A +B) / A x B, Onde: A – comprimento do recinto [m] B - largura do recinto [m] Unidade 2 - Iluminação Industrial Iluminação de Interiores Cavidades zonais Unidade 2 - Iluminação Industrial Iluminação de Interiores Relações das cavidades zonais: Metodologia de cálculo do fator de utilização Relação da cavidade do recinto: Rcr = K x Hlp, Onde: Hlp – altura das luminárias ao plano de trabalho [m] Relação da cavidade do teto: Rct = K x Htl, Onde: Htl – altura do teto ao plano das luminárias [m] Relação da cavidade do piso: Rcp = K x Hpp, Onde: Hpp – altura do plano de trabalho ao piso [m] Unidade 2 - Iluminação Industrial Iluminação de Interiores Refletância efetiva da cavidade do piso (ρcp): Obtida pela combinação das refletâncias percentuais do piso e das paredes associadas ao valor da relação da cavidade do piso – Rcp na tabela dada a seguir Metodologia de cálculo do fator de utilização Refletância efetiva da cavidade do teto (ρct): Idem, porém associadas ao valor da relação da cavidade do teto – Rct na tabela dada a seguir OBS – luminárias fixadas no teto têm refletância da cavidade do teto = refletância do teto. Unidade 2 - Iluminação Industrial Iluminação de Interiores Metodologia de cálculo do fator de utilização Unidade 2 - Iluminação Industrial Iluminação de Interiores Metodologia de cálculo do fator de utilização Unidade 2 - Iluminação Industrial Iluminação de Interiores Em galpões industriais: ρct = ρte x Spt / (Srt – ρte x Srt + ρtex Spt), onde: Spt - área de projeção horizontoal da superície do teto [m2] Srt - Área real da superfície do teto [m2] ρte – refletância percentual do teto Metodologia de cálculo do fator de utilização Determinação do fator de utilização: Na tabela dada a seguir como f(ρct , ρpa e da relação da cavidade do recinto Rcr). Unidade 2 - Iluminação Industrial Iluminação de Interiores Metodologia de cálculo do fator de utilização Unidade 2 - Iluminação Industrial Iluminação de Interiores Metodologia de cálculo do fator de utilização Unidade 2 - Iluminação Industrial Iluminação de Interiores Metodologia de cálculo do fator de utilização Coeficiente de correção do fator de utilização ρcp diferente dos valores da tabela anterior, o fator de utilização deve ser corrigido de acordo com a tabela dada a seguir e a equação: FUC = FU x FC, para ρcp > 20% e FUC = FU / FC, para ρcp < 20% onde: FUC – fator de utilização corrigido; FU – Fator de utilização FC – Fator de correção Unidade 2 - Iluminação Industrial Iluminação de Interiores Fator de depreciação do serviço de iluminação - Fdl A degradação do fluxo luminoso é função de vários fatores de depreciação que são agravados com o tempo de uso da iluminação Fator de depreciação do serviço da luminária (Fd): É função da atmosfera de instalação e da categoria de manutenção, dados na figura e tabela dadas a seguir, onde: ML – muito limpo L - limpo M - médio S - sujo MS – muito suja Unidade 2 - Iluminação Industrial Iluminação de Interiores Fator de depreciação do serviço da luminária Unidade 2 - Iluminação Industrial Iluminação de Interiores Categoria de manutenção Unidade 2 - Iluminação Industrial Iluminação de Interiores Fator de depreciação das superfícies - Fs A redução do fluxo luminoso devido ao acúmulo de sujeira. Veja figura e tabela dadas abaixo Unidade 2 - Iluminação Industrial Iluminação de Interiores Fator de depreciação das superfícies Fs Unidade 2 - Iluminação Industrial Iluminação de Interiores Fator de redução do fluxo luminoso por queima de lâmpada - Fq Deve-se conhecer a vida útil média das lâmpadas e estabelecer um tempo de manutenção onde todas as lâmpadas seriam substituídas antes que o fluxo luminoso ficasse abaixo do recomendado para o ambiente. Oneroso. Unidade 2 - Iluminação Industrial Iluminação de Interiores Fator de depreciação do fluxo luminoso da lâmpada - Ff De acordo com a figura dada a seguir: Unidade 2 - Iluminação Industrial Iluminação de Interiores Portanto: Fdl = Fd x Fs x Fq x Ff O fluxo luminoso inicial é razoavelmente superior ao necessário. Somente no final do tempo estipulado para limpeza e para troca de lâmpadas que se obtém o valor do iluminamento determinado através da equação de determinação do fluxo luminoso do presente método. Distribuição das luminárias A relação espaçamento / altura foi apresentada na tabela dos fatores de utilização. Unidade 2 - Iluminação Industrial Iluminação de Interiores Resolver em casa para próxima aula: 1 – Determinar a iluminância adequada para o ambiente de inspeção de produtos têxteis numa indústria cuja idade média dos trabalhadores é inferior a 40 anos e é necessára uma elevada refletância. (método dos lumens) 2 – Considerar um galpão industrial central da figura dada com medidas de 12 x 17 m e altura de 7,5 m, destinado à fabricação de peças mecânicas. Sabe-se que o teto é branco, as paredes claras e o piso escuro. Determinar o número de projetores necessários, utilizando lâmpadas a vapor de mercúrio de 400 W. (método dos lumens) Unidade 2 - Iluminação Industrial Iluminação de Interiores Resolver em casa para próxima aula: 3 – Considerar uma indústria cujo galpão central de produção meça 12 x 17 m com a altura de 7,5 m, conforme a figura dada. Determinar o número de luminárias através do método das cavidades zonais aplicando os parâmetro do ambiente e iluminância dados no exercício anterior- demonstrativo do método dos lumens. A indústria opera durante 24 horas, juntamente com a a iluminação ligada. Restará sempre muito o que aprender!!
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