Método dos lúmens (1)

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Projetos em Instalações Elétricas I
Método do lumens
Prof. Me. Alessandro Bogila
e-mail: alessandro.bogila@facens.br 
Fevereiro / 2020 
mailto:abogila@facens.br/
Determinação de iluminância ou o nível de iluminamento (E)
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Método dos lúmens
Para determinar o nível de iluminância adequada do ambiente é preciso de
algumas informações sobre a atividade a ser executada no ambiente, assim como
a idade do colaborador, velocidade e precisão da atividade a ser executada e a
refletância do fundo de trabalho.
A TABELA 2.4 mostra o níveis de iluminância médio de acordo com a atividade do
ambiente.
Determinação de iluminância ou o nível de iluminamento
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Método dos lúmens
Determinação de iluminância ou o nível de iluminamento
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Método dos lúmens
A TABELA 2.5 mostra os pesos a serem atribuídos de acordo com as
características do ambiente e do observador.
Determinação do fluxo luminoso
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Método dos lúmens
O método dos lumens é baseado na determinação do fluxo luminoso necessário
para se obter um iluminamento médio desejado no plano de trabalho. Consiste,
resumidamente, na determinação do fluxo luminoso através da equação abaixo.
𝜱𝒕 =
𝑬 ∗ 𝑺
𝑭𝒖 ∗ 𝑭𝒅𝒍
Sendo que,
𝜱𝒕 – fluxo total a ser emitido pelas lâmpadas, em lumens;
𝑬 – iluminamento médio requerido pelo ambiente a iluminar, em lux;
𝑺 – área do recinto, em 𝑚2;
𝑭𝒅𝒍 – fator de depreciação de serviço da luminária;
𝑭𝒖 – fator de utilização do recinto.
𝑭𝒅𝒍 – fator de depreciação do serviço da luminária
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Método dos lúmens
A TABELA 2.8 mostra o fator de depreciação do serviço da luminária, este fator
mede a relação do fluxo luminoso emitido por uma luminária no fim do período
considerado para iniciar o processo de manutenção e o fluxo do início de sua
operação.
𝑭𝒅𝒍 – fator de depreciação do serviço da luminária
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Método dos lúmens
O fator de depreciação do serviço da luminária, conhecido como fator de
manutenção, também pode ser considerado pelo período do processo de
manutenção, como mostra a tabela abaixo.
Tipo de 
ambiente
Período de manutenção (em horas)
2.500 5.000 7.500
Limpo 0,95 0,91 0,88
Normal 0,91 0,85 0,80
Sujo 0,80 0,66 0,57
Também é comum usar o fator de depreciação do serviço da luminária, com
valores de 0,90 para local limpo, usar 0,80 para local médio e 0,60 para local sujo.
𝑭𝒖 – fator de utilização do recinto
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Método dos lúmens
O fator de utilização do recinto é a relação entre o fluxo luminoso que chega ao
plano de trabalho e o fluxo luminoso total emitido pelas lâmpadas. O fator de
utilização depende das dimensões do ambiente, do tipo de luminária e da pintura
das paredes. A TABELA 2.10 mostra as refletâncias de diferente cores e materiais.
Através do fator de utilização do recinto é encontrado o índice do recinto K, sendo
que K são valores tabelados de acordo com a luminária que será utilizada no
ambiente. Para encontrar K é preciso conhecer as refletâncias médias do teto, das
paredes e do piso, que são função da tonalidade das superfícies iluminadas.
a.) Teto
branco: 70% ou 0,70 claro: 50% ou 0,50 escuro: 30% ou 0,30
b.) Paredes
claras: 50% ou 0,50 escuras: 30% ou 0,30
c.) Piso
médio: 30% ou 0,3 escuro: 10% ou 0,10
Refletância de diferentes tipos de materiais de revestimento
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Método dos lúmens
Cor Refletância Material Refletância
Branco-neve 80 Gesso 85
Branco-marfim 70 Mármore branco 89
Creme-claro 70 Tinta branca a óleo 80
Amarelo-limão 70 Tinta branca a água 70
Amarelo-palha 65 Cimento 55
Ocre-claro 60 Concreto 45
Azul-claro 50 Granito cortado 50
Cinza-claro 45 Tijolo vermelho 20
Bege 45 Ardósia 10
Rosa-salmão 40 Basalto 10
Laranja 40 Madeira-clara 45
Verde-água 40 Carvalho-claro 45
Havana 30 Carvalho-escuro 30
Azul-turquesa 25 Pau-marfim 30
Vermelho-claro 20 Cerejeira 30
Verde (grama) 20 Cedro 25
Grená 10 Jacarandá 15
Azul-marinho 10 Imbuia 15
Violeta 10 Papel branco 85
TABELA 2.10 - Refletância de diferentes cores e materiais de revestimento
K – Índice do recinto
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Método dos lúmens
A refletância média exprime as reflexões médias das superfícies do ambiente da
instalação, sendo calculado pela equação abaixo.
𝑲 =
𝑨 ∗ 𝑩
𝑯𝒍𝒑 ∗ 𝑨 + 𝑩
Sendo que,
𝑲 – índice do recinto;
𝑨 – comprimento do recinto, em m;
𝑩 – largura do recinto, em m;
𝑯𝒍𝒑 - altura da fonte de luz sobre o plano de trabalho, em m.
𝑭𝒖 – fator de utilização do recinto
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Método dos lúmens
A fator de utilização do recinto com o valor de K calculado anteriormente, entra na
TABELA 2.9 e encontra o fator de utilização do recinto. Caso não tenha na tabela o
valor exato de K é preciso fazer interpolação para minimizar os erros.
Cálculo do número de luminárias
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Método dos lúmens
O Cálculo do número de luminárias é dado pela equação abaixo:
𝑵𝒍𝒖 =
𝜱𝒕
𝑵𝒍𝒂 ∗ 𝚽𝒍𝒖
Sendo que,
𝜱𝒕 – fluxo total a ser emitido pelas lâmpadas, em lumens;
𝑵𝒍𝒖 – número de luminárias necessário para iluminar o ambiente;
𝑵𝒍𝒂 – número de lâmpadas por luminárias.
Distribuição das luminárias
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Método dos lúmens
O espaçamento que deve existir entre as luminárias depende de sua altura útil,
que por sua vez pode conduzir uma distribuição adequada de sua luz. A distância
máxima entre os centros das luminárias deve ser de 1 a 1,5 vezes sua altura útil. O
espaçamento da luminária à parede deve corresponder a metade deste valor
X ≤ (1 a 1,5) * 𝐻𝑙𝑝
Y ≤ (1 a 1,5) * 𝐻𝑙𝑝
X1 = X/2
Y1 = Y/2
𝐻𝑙𝑝 – altura útil da luminária, em m;
X e Y – espaçamento entre as luminária, em m.
Exemplo de aplicação
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EXEMPLO - Método dos lúmens
Um galpão industrial central com área de 12x17m é destinado a fabricação de
peças mecânicas. Sabe-se que o teto é branco, as paredes claras e o piso escuro.
A média de idade dos trabalhadores é abaixo de 40 anos. A velocidade e a
precisão da fabricação das peças é importante. A bancada de execução da tarefa
tem refletância maior do que 70%. Determinar o número necessário de luminárias
utilizando lâmpadas a vapor de mercúrio de 400W.
Resolução
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Método dos lúmens
a.) Nível de Iluminância (E)
Somatório é: (-1)+(0)+(-1) = -2
Então deve utilizar o menor nível de iluminância
Resolução
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Método dos lúmens
Da TABELA 2.4, obtém o valor da iluminância E = 500 lux
Resolução
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Método dos lúmens
b.) Cálculo do fluxo luminoso total do ambiente (𝜱𝒕)
𝜱𝒕 =
𝑬 ∗ 𝑺
𝑭𝒖 ∗ 𝑭𝒅𝒍
O fator de depreciação (𝑭﷮𝒅𝒍) é dado de tabela e vale 0,70.
Resolução
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Método dos lúmens
b.) Cálculo do fluxo luminoso total do ambiente (𝜱𝒕)
𝜱𝒕 =
𝑬 ∗ 𝑺
𝑭𝒖 ∗ 𝑭𝒅𝒍
O Fator de utilização do recinto (𝑭𝒖) depende do índice do recinto (K), que é
calculado através da equação abaixo:
𝑲 =
𝑨 ∗ 𝑩
𝑯𝒍𝒑 ∗ 𝑨 + 𝑩
=
𝟏𝟕 ∗ 𝟏𝟐
𝟔 ∗ 𝟏𝟕 + 𝟏𝟐
→ 𝑲 = 𝟏, 𝟏𝟕
𝑯𝒍𝒑 – é dado no desenho e vale 6m.
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Método dos lúmens
Ir na TABELA 2.9, através de K=1,17 e das cores do recinto é possível encontrar o
fator de utilização.
Teto branco = 70% Parede clara = 50% Piso escuro = 10%
Resolução
Resolução
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Método dos lúmens
Como na TABELA 2.9 não tem o valor exato de K calculado, é preciso fazer
interpolação para encontrar o melhor fator de utilização.
K Fu
1,00 0,63
1,17 Fu
1,25 0,68
𝑭𝒖 − 𝟎, 𝟔𝟖
𝟎, 𝟔𝟑 − 𝟎, 𝟔𝟖
=
𝟏, 𝟏𝟕 − 𝟏, 𝟐𝟓
𝟏, 𝟎𝟎 − 𝟏, 𝟐𝟓
→ 𝑭𝒖 = 𝟎, 𝟔𝟔
𝜱𝒕 =
𝑬 ∗ 𝑺
𝑭𝒖 ∗ 𝑭𝒅𝒍
Resolução
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Método dos lúmens
Portanto, o fluxo luminoso é:
𝜱𝒕 =
𝑬 ∗ 𝑺
𝑭𝒖 ∗ 𝑭𝒅𝒍
=
𝟓𝟎𝟎 ∗ 𝟏𝟕 ∗ 𝟏𝟐
𝟎, 𝟔𝟔 ∗ 𝟎, 𝟕𝟎
= 𝟐𝟐𝟎. 𝟕𝟗𝟗, 𝟐𝟐 𝒍𝒎
𝑵𝒍𝒖 =
𝜱𝒕
𝑵𝒍𝒂 ∗ 𝚽𝒍
=
𝟐𝟐𝟎. 𝟕𝟗𝟗, 𝟐𝟐
𝟏 ∗ 𝟐𝟐. 𝟎𝟎𝟎
= 𝟏𝟎, 𝟎𝟒 𝒍𝒖𝒎𝒊𝒏á𝒓𝒊𝒂𝒔
c.) Cálculo do número de luminárias. Fluxo luminoso da lâmpada VM é 22.000 lm
Portanto, serão necessários 10 luminárias para a iluminação do barracão.
Esta quantidade de luminárias é o mínimo exigido, pode colocar mais luminárias
caso seja necessário ter um melhor layout. Caso acrescente mais luminárias terá
um ambiente mais iluminado e seguro.
Resolução – Opção 1
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Método doslúmens
d.) Distribuição das luminárias 17m
x x/2
y
y/2
𝟒𝒙 +
𝟐𝒙
𝟐
= 𝟏𝟕 → 𝒙 = 𝟑, 𝟒𝒎 → 𝒙 ≤ 𝟏 𝒂 𝟏, 𝟓 𝑯𝒍𝒖 → 𝑶𝑲
𝒚 +
𝟐𝒚
𝟐
= 𝟏𝟐 → 𝒚 = 𝟔𝒎 → 𝒚 ≤ 𝟏 𝒂 𝟏, 𝟓 𝑯𝒍𝒖 → 𝑶𝑲
1
2
m
Resolução – Opção 2
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Método dos lúmens
d.) Distribuição das luminárias
x x/2
y
y/2
𝟑𝒙 +
𝟐𝒙
𝟐
= 𝟏𝟕 → 𝒙 = 𝟒, 𝟐𝟓𝒎 → 𝒙 ≤ 𝟏 𝒂 𝟏, 𝟓 𝑯𝒍𝒖 → 𝑶𝑲
𝟐𝒚 +
𝟐𝒚
𝟐
= 𝟏𝟐 → 𝒚 = 𝟒𝒎 → 𝒚 ≤ 𝟏 𝒂 𝟏, 𝟓 𝑯𝒍𝒖 → 𝑶𝑲
1
2
m
17m
xxx/2
y/2
y
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Referências Bibliográficas
MAMEDE FILHO, João. Instalações elétricas industriais. 7. ed. Rio de Janeiro, 
RJ: LTC, 2010.
CREDER, Hélio. Instalações Elétricas, LTC, 15a ed, 2007.