EE Sistemas de Iluminação

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Sérgio Ferreira de Paula Silva 1
Sistemas de Iluminação
Consumo de energia elétrica dos sistemas de iluminação:
23% no setor residencial;
44% no comercial;
1% no industrial.
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Sistemas de Iluminação
1 – Principais fatores que determinam sistemas de iluminação ineficientes
Iluminação em excesso;
Falta de aproveitamento da iluminação artificial;
Uso de equipamentos de baixa eficiência luminosa;
Falta de comandos (interruptores) das luminárias;
Ausência de manutenção, depreciando o sistema;
Hábitos de uso inadequados.
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2 – Sistemas de iluminação artificiais eficientes, basicamente, dependem de:
Lâmpadas;
Luminárias;
Reatores;
Circuitos de distribuição e controle;
Utilização da luz natural;
Cores das superfícies internas;
Mobiliário.
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3 – Projetos luminotécnicos eficientes devem buscar, sempre:
Boas condições de visibilidade;
Boa reprodução de cores;
Economia de energia elétrica;
Facilidade e menores custos de manutenção;
Preço inicial compatível;
Utilização de iluminação local de reforço;
Combinar iluminação natural com artificial.
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Sistemas de Iluminação
4 – Revitalização de um sistema de iluminação:
Características do ambiente ➔ Refletâncias e contribuição da luz natural;
Componentes do sistema e da instalação elétrica ➔ Lâmpada, luminária e reator;
Forma e horário de funcionamento ➔ interruptores, sensores de presença, hábito;
Nível de iluminamento nos planos de trabalho;
Faixa etárias das pessoas que trabalham no local;
Tarifa de energia.
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5 – Dicas para melhorar as condições do ambiente:
Manter sempre limpas, paredes, tetos e pisos;
Durante a reforma do ambiente, utilizar cores claras pois refletem melhor a luz;
Quando as divisórias não puderem ser removidas totalmente, devem-se instalar divisórias
baixas para reduzir a absorção de luz e permitir o uso da luz nas áreas adjacentes;
Utilizar mobiliário com clores claras, que não tenham superfícies brilhantes (lustrosas) ou
que não proporcionem reflexões indesejáveis;
Em ambientes com pé-direito muito elevado, verificar a possibilidade de rebaixar as
luminárias, tomando cuidado com o ofuscamento.
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Tipos de Lâmpadas 
Lâmpada Incandescente Tradicional
eficiência energética de 7 a 15 lm/W
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Tipos de Lâmpadas 
Lâmpada Incandescente Halógena
Luz mais branca, brilhante e uniforme durante toda a vida;
Maior eficiência energética (15 lm/W a 25 lm/W);
Vida útil mais longa, variando de 2000 a 4000 horas;
Dimensões menores, da ordem de 10 a 100 vezes.
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Tipos de Lâmpadas 
Lâmpadas a Descarga
As modernas lâmpadas de descarga são constituídas por um tubo contendo gases ou vapores,
através dos quais se estabelece um arco elétrico. Os gases mais utilizados são o argônio, o
neônio, o xenônio, o hélio ou o criptônio e os vapores de mercúrio e sódio com alguns aditivos
a) Lâmpadas a Descarga de Baixa Pressão
▪ Lâmpadas fluorescentes
▪ lâmpadas de descarga de baixa pressão de vapor de sódio
b) Lâmpadas a Descarga de Alta Pressão
▪ Lâmpada de Vapor de Mercúrio de Alta Pressão
▪ Lâmpada de Luz Mista
▪ Lâmpada de Vapor de Sódio de Alta Pressão
▪ Lâmpadas de Vapor Metálico
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Tipos de Lâmpadas 
Lâmpadas fluorescentes
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Tipos de Lâmpadas 
Lâmpadas fluorescentes
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Tipos de Lâmpadas 
Lâmpadas de Multivapores Metálicos
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Tipos de Lâmpadas 
Lâmpadas a Vapor de Mercúrio
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Tipos de Lâmpadas 
Lâmpadas a Vapor de Sódio
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Tipos de Lâmpadas 
Led (Lighting Emitting Diode – Diodo emissor de luz)
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Tipos de Lâmpadas 
Pontos favoráveis:
▪ Elevada vida útil = menor manutenção;
▪ Maior robustez mecânica resistindo a impactos e vibrações;
▪ São alimentados com baixa tensão diminuindo o risco de choque elétrico;
▪ São isentos de radiação ultravioleta e infravermelha;
▪ São ecologicamente corretos por não utilizarem mercúrio ou outros elementos agressores ao meio ambiente;
▪ Permite efeitos de luz, cores saturadas e composições em todo o espectro cromático com o uso do vermelho, verde e azul
(RGB), permitindo acender, piscar, variar a luminosidade e outros efeitos cromáticos.
Pontos desfavoráveis:
▪ Custo de aquisição ainda é elevado, o que limita a aplicação mais ampla do produto;
▪ Dissipação de calor.
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Tipos de Lâmpadas 
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Luminotécnica 
Eficiência Energética - é a relação entre o fluxo luminoso e a potência da lâmpada. (lm/W)
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Luminotécnica 
Vida útil - É definida pela média aritmética do tempo de duração de cada lâmpada ensaiada e é
dado em horas
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Luminotécnica 
Temperatura de Cor - T
Define a cor da luz emitida pela lâmpada, são expressas em Kelvin.
Cor Fria/branca em ambientes de
trabalho e produtividade –
desperta e excita.
Cor Morna/amarelada em
ambientes de aconchego e
relaxamento – relaxa e acalma
Página 26 – Apostila Luminotécnica
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Luminotécnica 
Temperatura de Cor - T
Define a cor da luz emitida pela lâmpada, são expressas em Kelvin.
Página 26 – Apostila Luminotécnica
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Luminotécnica 
Índice de Reprodução de Cores - IRC
Indica o quanto a luz artificial consegue imitar a luz natural.
Esquerda - lâmpada
incandescente (IRC de 100)
Direita – lâmpada
fluorescente tubular (IRC de
85)
Página 28 – Apostila Luminotécnica
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6 – Principais parâmetros considerados na escolha da lâmpada:
Eficiência;
Lâmpadas mais eficientes resultam em menor consumo.
Tipo da lâmpada;
Tamanho, manutenção, área do ambiente, tempo de religamento, aspectos decorativos, etc.
Temperatura de cor;
Lâmpada mais branca ou amarela de acordo com a exigência do ambiente.
IRC;
Reprodução de cores adequada ao ambiente.
Fluxo luminoso;
Maior fluxo luminoso para áreas grandes.
Função.
Decoração, iluminação local ou geral.
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Sistemas de Iluminação
7 – Luminária:
Sustentar a lâmpada;
Garantir a alimentação elétrica;
Direcionar o fluxo luminoso.
As luminárias são aparelhos que têm a função de distribuir, filtrar ou modificar a luz emitida
pela(s) lâmpada(s).
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Sistemas de Iluminação
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Sistemas de Iluminação
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Luminotécnica 
Classificação
Página 30 – Apostila Luminotécnica
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Luminotécnica 
Luminárias com refletor de chapa de aço pintada
Luminárias com refletor de alumínio e aletas planas
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Sistemas de Iluminação
8 – Reatores
Dispositivos com a finalidade de limitar a corrente da(s) lâmpada(s), tanto na partida
como em funcionamento a valores preestabelecidos, podendo ser de dois tipos:
eletromagnéticos e eletrônicos.
Os reatores eletromagnéticos apresentam perdas da ordem de 10% a 20% da energia total
consumida.
Apesar de seus custos iniciaisbaixos, eles vêm sendo substituídos pelos reatores
eletrônicos, que apresentam economias de energia da ordem de 20% a 30% e
características de desempenho superiores.
Os reatores eletrônicos possuem a vantagem de trabalhar em altas freqüências (20-50 kHz
contra 60 Hz dos reatores eletromagnéticos), o que possibilita maior eficiência na
operação da lâmpada e redução de problemas de ruído, efeitos flicker e estroboscópico.
São ainda mais leves e de menores dimensões e podem ser dimerizáveis.
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9 - Fatores de Desempenho 
Fator ou Índice de Reflexão
define a relação entre a quantidade de luz refletida e a quantidade de luz incidente
em uma determinada superfície.
Refletâncias
Índice Reflexão Significado
1 10% Superfície Escura
3 30% Superfície Média
5 50% Superfície Clara
8 70-80% Superfície Branca
Página 38 – Apostila Luminotécnica
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Fatores de Desempenho 
Eficiência de luminária (rendimento da luminária) (L)
É definido como a razão do fluxo luminoso emitido pela luminária e o fluxo luminoso total
da(s) lâmpada(s). Esse valor é normalmente, indicado pelos fabricantes de luminárias.
Eficiência do Recinto (R)
O valor da Eficiência do Recinto é dado por tabelas, contidas no catálogo do fabricante onde
se relacionam os valores de coeficiente de reflexão do teto, paredes e piso, com a curva de
distribuição luminosa da luminária utilizada e o Índice do Recinto (K):
Para iluminação direta Para iluminação indireta
)('2
3
bah
ba
K
+

=
)( bah
ba
K
+

=
Sendo: a = comprimento do recinto
b = largura do recinto
h = pé-direito útil
h’ = distância do teto ao plano de trabalho
Página 39 – Apostila Luminotécnica
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Fatores de Desempenho 
Índice do Recinto (K)
Para iluminação direta Para iluminação indireta
)('2
3
bah
ba
K
+

=
)( bah
ba
K
+

=
Sendo: a = comprimento do recinto
b = largura do recinto
h = pé-direito útil
h’ = distância do teto ao plano de trabalho
eficiência do recinto
Página 40 – Apostila Luminotécnica
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Fatores de Desempenho 
Fator de Utilização (Fu)
RL . Fu =
Determinados catálogos indicam tabelas de Fator de Utilização para suas luminárias. Apesar de
estas serem semelhantes às tabelas de Eficiência do Recinto, os valores nelas encontrados não
precisam ser multiplicados pela Eficiência da Luminária
Fator de utilização para a luminária RE-800 da INTRAL
Página 41 – Apostila Luminotécnica
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Fatores de Desempenho 
Fator de Fluxo Luminoso
nominalluminosofluxo
obtidoluminosofluxo
FFL =
Lúmino
Página 42 – Apostila Luminotécnica
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Fatores de Desempenho 
Fator de Depreciação (Fd)
Com o tempo, paredes e tetos ficarão sujos. Os equipamentos de iluminação acumularão poeira. As
lâmpadas fornecerão menor quantidade de luz.
Ambiente
Período de Manutenção
2.500 h 5.000 h 7.500 h
Limpo 0,95 0,91 0,88
Normal 0,91 0,85 0,80
Sujo 0,80 0,66 0,57
Página 42 – Apostila Luminotécnica
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10 - ABNT NBR ISO/CIE 8995-1
Área da tarefa e entorno imediato (zona de no mínimo 0,5m de largura ao redor da área da tarefa).
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ABNT NBR ISO/CIE 8995-1
Área da tarefa e entorno imediato (zona de no mínimo 0,5m de largura ao redor da área da tarefa).
A uniformidade da iluminância é a razão entre o valor mínimo e o valor médio. A iluminância deve se alterar gradualmente. A área da
tarefa deve ser iluminada o mais uniformemente possível. A uniformidade da iluminância na tarefa não pode ser menor que 0,7. A
uniformidade da iluminância no entorno imediato não pode ser inferior a 0,5.
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ABNT NBR ISO/CIE 8995-1
Área da tarefa e entorno imediato (zona de no mínimo 0,5m de largura ao redor da área da tarefa).
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ABNT NBR ISO/CIE 8995-1
Ofuscamento
Sérgio Ferreira de Paula Silva 40
ABNT NBR ISO/CIE 8995-1
Índice de Ofuscamento Unificado (UGR) – ofuscamento desconfortável.
UGR é um índice unificadointernacional desenvolvido pela
CIE (Commission Internationale de l'Eclairage) na
publicação 117, de 1995, para avaliar reflexos diretos em
cada aplicação específica com base na posição das
luminárias, características da sala (dimensões, reflexões), e
no ponto de observação dos trabalhadores.
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ABNT NBR ISO/CIE 8995-1
Índice de Ofuscamento Unificado (UGR) – ofuscamento desconfortável.
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ABNT NBR ISO/CIE 8995-1
Índice de Ofuscamento Unificado (UGR) – ofuscamento desconfortável.
UGR Reação
0-10 Imperceptível
10-16 Perceptível
16-22 Aceitável
22-28 Desconfortável
>28 Intolerável
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ABNT NBR ISO/CIE 8995-1
Zona crítica de radiação (γ ≥ 65º) para luminância de luminária que pode provocar brilho
refletido em uma tela (Como regra geral, 1 000 cd/m2 para tela de LCD positiva e monitores
CRT com um bom acabamento anti-reflexivo ou anti-ofuscamento e 200 cd/m2 para tela de
monitores CRT negativos tais como aqueles utilizados para estações de trabalho CAD
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ABNT NBR ISO/CIE 8995-1
Grade de cálculo
Área Maior dimensão da zona ou sala d Tamanho da grade p
Área da tarefa Aproximadamente 1m 0,2m
Salas/zonas de salas pequenas Aproximadamente 5m 0,6m
Salas médias Aproximadamente 10m 1,0m
Salas grandes Aproximadamente 50m 3,0m
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ABNT NBR ISSO/CIE 8995-1
Fator de Manutenção MF = FMFL x FSL x FML x FMSS 
• Fator de manutenção do fluxo luminoso (FMFL) 
• Fator de sobrevivência da lâmpada (FSL) 
• Fator de manutenção da luminária (FML) 
• Fator de manutenção das superfícies de sala (FMSS) 
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ABNT NBR ISSO/CIE 8995-1
Fator de Manutenção MF = FMFL x FSL x FML x FMSS 
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11 - MÉTODOS DE CÁLCULO
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Iluminação na NBR 5410 
A norma adverte que os valores indicados são para efeito de dimensionamento dos circuitos, não havendo
qualquer vínculo, com potência nominal de lâmpadas.
Em cada cômodo ou dependência de unidades residenciais deve ser previsto pelo menos um ponto de luz
fixo no teto, com potência mínima de 100 VA, comandado por interruptor de parede.
Como regra geral, a NBR 5410 estabelece que as cargas de iluminação devem ser determinadas como
resultado da aplicação da NBR 5413: Iluminância de interiores – Procedimento. Como alternativa ao uso da
NBR 5413, e especificamente em unidades residenciais, a NBR 5410 apresenta o seguinte critério de
previsão de carga de iluminação para cada cômodo ou dependência:
Página 47 – Apostila Luminotécnica
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Exemplos de previsão de carga de iluminação 
Página 47 – Apostila Luminotécnica
Sérgio Ferreira de Paula Silva 50
1 – Escolha da iluminância (E) adequada para o local (NBR ISO/CIE 8995-1 );
Método dos Lúmens 
Página 48 – Apostila Luminotécnica
Tipo de ambiente, tarefa ou atividade. Em UGRL IRC Observações
Saguão de entrada 100 22 60
Sala de espera 200 22 80
Áreas de circulação e corredores
100 28 40
Nas entradas e saídas estabelecer uma zona de transição a fim de evitar
mudanças bruscas
Escadas, escadas rolantes e esteiras rolantes 150 25 40
Refeitório / Cantinas 200 22 80
Salas de descanso 100 22 80
Salas para exercícios físicos 300 22 80
Vestiários, banheiros, toaletes 200 25 80
Enfermaria 500 19 80
Salas paraatendimento médico 500 16 90 TC no mínimo 4000 K
Depósito, estoques, câmara fria 100 25 60 200 lux se forem continuamente ocupadas
Cabeleireiro 500 19 90
Trabalho com pedras preciosas 1500 16 90 TC no mínimo 4000 K
Passar roupas 300 25 80
Escrever, teclar, ler, processar dados 500 19 80
Desenho técnico 750 16 80
Estações de CAD 500 19 80
Salas de reunião e conferência 500 19 80 Recomenda-se que a iluminação seja controlável.
Recepção 300 22 80
Cozinha de restaurante e hotel 500 22 80
Restaurante, sala de jantar, sala de eventos 200 22 80
Corredores de restaurantes 100 25 80 Durante o período da noite são aceitáveis baixos níveis de iluminação.
Salas de ensino de computador 500 19 80
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Método dos Lúmens Página 49 – Apostila Luminotécnica
Os valores de iluminância podem ser ajustados em pelo menos um nível na escala da iluminância (20–30–50–75–100–
150–200–300–500–750–1000–1500–2000–3000–5000 lux), se as condições visuais forem diferentes das assumidas
como normais.
Convém que a iluminância seja aumentada quando:
✓ contrastes excepcionalmente baixos estão presentes na tarefa,
✓ o trabalho visual é crítico,
✓ a correção dos erros é onerosa,
✓ é da maior importância a exatidão ou a alta produtividade,
✓ a capacidade de visão dos trabalhadores está abaixo do normal.
A iluminância mantida necessária pode ser reduzida quando:
✓ os detalhes são de um tamanho excepcionalmente grande ou de alto contraste,
✓ a tarefa é realizada por um tempo excepcionalmente curto.
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2 - Escolha do tipo de lâmpada e luminária (levar em consideração os efeitos de luz e sombras, a reprodução
de cores, a tonalidade de cor da luz, o calor gerado pela iluminação, o ruído, etc.);
3 – Determinação do fator de Utilização (Fu) em função do índice do local (k):
onde:
a = comprimento do recinto;
b = largura do recinto;
h = pé-direito útil (altura de montagem da luminária em
relação ao plano de trabalho)
Método dos Lúmens 
( )bah
ba
K
+

=
Página 50 – Apostila Luminotécnica
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3 – Determinação do fator de Utilização (Fu) em função do índice do local (k):
Método dos Lúmens 
Curva Zonal
RLuF  =
Tipo Eficiência
Luminárias abertas com lâmpadas nuas 0,9
Luminárias com refletor ou embutidas abertas 0,7
Luminárias com refletor e lamelas de alta eficiência 0,7
Luminárias com refletor ou embutidas com lamelas 0,6
Luminárias tipo "plafond" com acrílico anti-ofuscante 0,6
Luminárias de embutir com acrílico anti-ofuscante 0,5
Sérgio Ferreira de Paula Silva 54
4 - Determina-se o número de lâmpadas (n) necessárias de acordo com a seguinte expressão:
Método dos Lúmens 
FLud FFF
SE
n


=

𝑬 – Iluminamento (vem da norma)
𝑺 – Área do recinto
𝝓 – representa o fluxo luminoso (em lm) de uma lâmpada.
𝑭𝒅 – Fator de depreciação
𝑭𝒖 – Fator de utilização (catálogos dos fabricantes de luminárias)
𝑭𝑭𝑳 – Fator de fluxo luminoso (reatores)
5 - Determina-se o número necessário de luminárias, dividindo a quantidade de lâmpadas pelo número de
lâmpadas por luminária.
6 – Distribuição das luminárias:
Página 51 – Apostila Luminotécnica
Sérgio Ferreira de Paula Silva 55
Método dos Lúmens 
Exemplo de Cálculo de Iluminação
Determine o número de luminárias e lâmpadas necessárias ao ambiente mostrado na figura abaixo, e faça
sua distribuição, utilizando o Método dos Lúmens. Dados do ambiente:
-Pé-direito: 2,80 metros
-Teto: cor branca;
- Paredes: cor clara;
- Piso: cor escura;
- Escritório de Desenho técnico;
- Ambiente limpo;
- Manutenção mensal;
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Método dos Lúmens 
Exemplo de Cálculo de Iluminação: Escolha da lâmpada
Sérgio Ferreira de Paula Silva 57
Método dos Lúmens 
Exemplo de Cálculo de Iluminação: escolha da luminária
Luminária de sobrepor para 2 lâmpadas fluorescentes tubulares
de 28W. Corpo e aletas planas em chapa de aço tratada com
acabamento em pintura eletrostática epóxi-pó na cor branca.
Refletor em alumínio anodizado de alto brilho. Equipada com
porta-lâmpada antivibratório em policarbonato, com trava de
segurança e proteção contra aquecimento nos contatos.
Aplicação: Ambientes onde há o exercício de tarefas mistas
com uso de computadores, exigindo controle de ofuscamento e
alto rendimento como escritório, loja, biblioteca, escola, banco,
hospital, etc.
Dimensões:
A= 60
L= 235
C= 1284 mm.
Rendimento: 72%
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Método dos Lúmens 
Exemplo de Cálculo de Iluminação: escolha do reator
REH-T5 
Alto fator de potência: Acima de 0,99. 
Tensão universal: Funciona de 100 a 242V sem alterar o fluxo luminoso.
Baixa distorção harmônica: Inferior a 10%. Freqüência de rede: 50/60Hz 
Freqüência de operação das lâmpadas: 35kHz 
Normas de desempenho: NBR 14418 
Norma de Segurança: NBR 14417 
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Método dos Lúmens 
Resultado do Cálculo de Iluminação
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Exemplo de Projeto de Iluminação no Dialux
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Exemplo de Projeto de Iluminação no Dialux
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Exemplo de Projeto de Iluminação no Dialux
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Exemplo de Projeto de Iluminação no Dialux
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Exemplo de Projeto de Iluminação no Dialux
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Método Ponto a Ponto
Este método, que deve ser usado quando a dimensões da fonte luminosa são muito
pequenas em relação ao plano que deve ser iluminado.
O iluminamento varia inversamente com o quadrado da distância “d” do ponto
iluminado ao foco luminoso:
2d
I
E =


 3
222
cos
)(
cos
cos)(cos)(
=







=

=
h
I
h
I
d
I
E
Se a incidência da luz não for 
perpendicular ao plano do 
objeto, a fórmula passa a ser:
2
cos)(
d
I
E
 
=

=
=
n
i
itotal EE
1
Página 53 – Apostila Luminotécnica
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Método Ponto a Ponto
h = 2 m
Exemplo de Cálculo de Iluminação
0,6m
0,3m
0,6m
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Método Ponto a Ponto
Exemplo de Cálculo de Iluminação
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Sistemas de Iluminação
12 – Medição de Iluminamento
Desejo em 
conhecer NÍVEIS 
DE 
ILUMINAMENTO
LUXÍMETRO
Sérgio Ferreira de Paula Silva 69
Sistemas de Iluminação
13 – Medição de Iluminamento
Antes da medição do nível de iluminamento:
• Lâmpadas novas devem funcionar pelo menos 100 horas para que seus fluxos 
luminosos se estabilizem;
• Lâmpadas de descarga devem funcionar por 30 minutos antes do início das 
medições para que as temperaturas das fontes e as pressões internas dos gases 
atinjam seus valores nominais.