Iluminação Industrial: Técnicas e Projetos

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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
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Iluminação de Interiores
Iluminância para cada grupo de tarefas visuais – NBR5413
Unidade 2 - Iluminação Industrial
Iluminação de Interiores
Fatores determinantes da iluminância adequada
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
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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)
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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
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Iluminação de Interiores
Método dos lumens;
Cálculo de iluminação
Método das Cavidades Zonais;
Método do ponto a ponto.
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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
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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
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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
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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
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Iluminação de Interiores
Fator de utilização - Fu
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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%;
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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]
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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]
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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]
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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;
Cavidade do
piso – Espaço entre o plano de trabalho e o piso.
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Maneira de instalar os projetores
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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
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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]
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Cavidades zonais
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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]
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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.
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Iluminação de Interiores
Metodologia de cálculo do fator de utilização
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Iluminação de Interiores
Metodologia de cálculo do fator de utilização
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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).
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Iluminação de Interiores
Metodologia de cálculo do fator de utilização
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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 
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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
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Fator de depreciação do serviço da luminária
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Categoria de manutenção
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Fator de depreciação das superfícies - Fs
A redução do fluxo luminoso devido ao acúmulo de sujeira. Veja figura e tabela dadas abaixo
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Fator de depreciação das superfícies Fs
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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. 
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Fator de depreciação do fluxo luminoso da lâmpada - Ff
De acordo com a figura dada a seguir:
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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.
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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)
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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!!