Conceitos de Luminotécnica

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE PELOTAS 
ENGENHARIA CIVIL 
DISCIPLINA DE ELETROTÉCNICA 
 
 
 
 
 
 
LUMINOTÉCNICA 
 
 
 
 
 
 
Mayara Martins Spielmann da Silva 
 
2021 
Conceitos e Definições 
Luminotécnica é o estudo detalhado das técnicas das fontes de 
iluminação artificial, através da energia elétrica. Logo, toda vez que se planeja 
em fazer um estudo das lâmpadas de um determinado ambiente, está se 
pensando em fazer um estudo luminotécnico. 
Sistemas de iluminação artificial são compostos por luminárias, 
lâmpadas e equipamentos complementares (ex.: transformadores e reatores). 
O sistema ótico (luminária + lâmpada) pode ser classificado em função da 
forma como o fluxo luminoso é irradiado, em direta, semi-direta, uniforme, 
semi-indireta e indireta sendo esta a mesma classificação é proposta pela CIE - 
Commission Internationale de I’Eciairage para luminárias internas, que 
estabelece mais detalhadamente a proporção do fluxo luminoso dirigido para 
cima e para baixo do plano horizontal da luminária (IESNA, 2000): 
 
• Direta: quando o sistema ótico direciona 90% a 100% de seu fluxo 
luminoso emitido para baixo. A distribuição pode variar de muito 
espalhado a altamente concentrado dependendo do material do 
refletor, acabamento e controle ótico empregado; 
• Semi-direta: quando o fluxo luminoso do sistema ótico é emitido 
predominantemente para baixo (60% a 90%), mas uma pequena 
parte é direcionada para cima, iluminando o teto e a parte superior 
das paredes; 
• Uniforme ou difusa: quando as porções do fluxo luminoso ascendente 
e descendente se equivalem, medindo cada uma delas entre 40% e 
60%, o sistema ótico é dito uniforme ou difuso. Uma outra categoria 
dentro dessa classificação, porém não considerada pela CIE, é 
chamada de direta-indireta, e ocorre quando o sistema ótico emite 
muito pouca luz nos ângulos próximos à horizontal; 
• Semi-indireta: é caracterizada pela distribuição luminosa inversa ao 
sistema semi-direta, ou seja, quando a maior parte do fluxo luminoso 
é direcionada para cima da luminária (60% a 90%), e o restante é 
direcionado para baixo; 
• Indireta: sistemas óticos classificados como indiretos são aqueles 
cujo fluxo luminoso é predominantemente ascendente (90% a 100%) 
iluminando o teto e a parte superior das paredes. 
 
Na luminotécnica distinguem-se as seguintes grandezas: 
1. Intensidade Luminosa 
Símbolo: I 
Unidade: candela (cd) 
Se a fonte luminosa irradiasse a luz uniformemente em todas as 
direções, o Fluxo Luminoso se distribuiria na forma de uma esfera. Tal fato, 
porém, é quase impossível de acontecer, razão pela qual é necessário medir o 
valor dos lumens emitidos em cada direção. Essa direção é representada por 
vetores, cujo comprimento indica a Intensidade Luminosa. Em outras palavras 
é a potência da radiação luminosa em uma dada direção. É comum também o 
uso das curvas de distribuição luminosa, chamadas CDL para essas situações. 
2. Curva de Distribuição Luminosa 
Símbolo: CDL 
Unidade: candela (cd) 
Considerando a fonte de luz reduzida à um ponto no centro de um 
diagrama e que todos os vetores que dela se originam tiverem suas 
extremidades ligadas por um traço, obtém-se a Curva de Distribuição Luminosa 
(CDL). Em outras palavras, é a representação da Intensidade Luminosa em 
todos os ângulos em que ela é direcionada num plano. A curva CDL 
geralmente é encontrada nos catálogos dos fabricantes de lâmpadas e 
iluminarias para facilitar o trabalho na hora do planejamento. 
3. Fluxo Luminoso 
Símbolo: ϕ 
Unidade: lúmen (lm) 
É a potência de radiação total emitida por uma fonte de luz em todas as 
direções do espaço e capaz de produzir uma sensação de luminosidade 
através do estímulo da retina ocular. Em resumo, é a potência de energia 
luminosa de uma fonte percebida pelo olho humano. Um lúmen é a energia 
luminosa irradiada por uma candela sobre uma superfície esférica de 1 m² e 
cujo raio é de 1 m. Assim o fluxo luminoso originado por uma candela é igual à 
superfície de uma esfera unitária de raio (r = 1 m). 
𝛗	 = 	𝟒𝝅. 𝒓	𝟐	 = 	𝟏𝟐. 𝟓𝟕	𝒍𝒎 
As lâmpadas conforme seu tipo e potência apresentam fluxos luminosos 
diversos: 
- Lâmpada fluorescente de 40 W: 1700 a 3250 lm; 
- lâmpada incandescente de 100 W: 1000 lm; 
- lâmpada multi-vapor metálico de 250W: 17.000 lm 
4. Iluminância (Iluminamento) 
Símbolo: E 
Unidade: lux (lx) 
É a densidade de fluxo luminoso na superfície sobre a qual este incide. 
A unidade é o LUX, definido como o iluminamento de uma superfície de 1 m² 
recebendo de uma fonte puntiforme a 1m de distância, na direção normal, um 
fluxo luminoso de 1 lúmen, uniformemente distribuído. A relação é dada entre a 
intensidade luminosa e o quadrado da distância, ou ainda, entre o fluxo 
luminoso e a área da superfície. 
𝐄 =
𝛗
𝐀 
 
Na prática, é a quantidade de luz dentro de um ambiente, e pode ser 
medida com o auxílio de um luxímetro. Como o fluxo luminoso não é distribuído 
uniformemente, a iluminância não será a mesma em todos os pontos da área 
em questão. Considerasse por isso a iluminância média (Em) e para isso 
existem normas especificando o valor mínimo de Em, para ambientes 
diferenciados pela atividade exercida relacionados ao conforto visual. A 
iluminância também é conhecida como nível de iluminação. Abaixo são 
mostrados alguns valores práticos de iluminância: 
- Dia ensolarado de verão em local aberto = 100.000 lux 
- Dia encoberto de verão = 20.000 lux 
- Dia escuro de inverno = 3.000 lux 
- Boa iluminação de rua = 20 a 40 lux 
- Noite de lua cheia = 0,25 lux 
- Luz de estrelas = 0,01 lux. 
5. Luminância 
Símbolo: L 
Unidade: cd/m² 
É um dos conceitos mais abstratos que a luminotécnica apresenta. É 
através da luminância que o homem enxerga. No passado denominava-se 
de brilhança, querendo significar que a luminância está ligada aos brilhos. A 
diferença é que a luminância é uma excitação visual, enquanto que o brilho 
é a resposta visual a luminância é quantitativa e o brilho é sensitivo. É a 
diferença entre zonas claras e escuras que permite que se aprecie uma 
escultura; que se aprecie um dia de sol. As partes sombreadas são aquelas 
que apresentam a menor luminância em oposição às outras mais 
iluminadas. Luminância liga-se com contrastes, pois a leitura de uma página 
escrita em letras pretas (refletância 10%) sobre um fundo branco (papel, 
refletância 85%) revela que a luminância das letras é menor do que a 
luminância do fundo e, assim, a leitura “cansa menos os olhos”. A 
luminância depende tanto do nível de iluminação ou iluminância quanto das 
características de reflexão das superfícies. 
A equação que permite sua determinação é: 
𝑳 = 	
𝑰
𝑨	 ∙ 𝐜𝐨𝐬 𝒂 
Onde: 
L = Luminância, em cd/m² 
I = Intensidade Luminosa, em cd 
A = área projetada, em m² 
α = ângulo considerado, em graus. 
 
Como é difícil medir-se a Intensidade Luminosa que provém de um 
corpo não radiante (através de reflexão), pode-se recorrer à outra fórmula, a 
saber: 
𝑳	 = 	
𝛒	 ∙ 𝐄
𝝅 	 
Onde: 
ρ = Refletância ou Coeficiente de Reflexão 
E = Iluminância sobre essa superfície 
Vale lembrar que o Coeficiente de Reflexão é a relação entre o Fluxo 
Luminoso refletido e o Fluxo Luminoso incidente em uma superfície. Esse 
coeficiente é geralmente dado em tabelas, cujos valores são função das 
cores e dos materiais utilizados. 
A luminância de uma fonte luminosa ou de uma superfície luminosa 
estabelece a reação visual da vista. Quando a luz de uma fonte ou de uma 
superfície que reflete a luz, atinge a vista com elevada luminância, então 
ocorre o ofuscamento, sempre que a luminância é superior a 1 sb. 
As luminâncias preferenciais em um ambiente de trabalho pode variar 
entre as pessoas, principalmente se estiverem desenvolvendo tarefas 
diferentes. 
O melhor conceito de iluminância talvez seja “densidade de luz 
necessária pararealização de uma determinada tarefa visual”. Isto permite 
supor que existe um valor ótimo de luz para quantificar um projeto de 
iluminação. 
Níveis de iluminamento 
O sistema de iluminação deve garantir níveis de iluminamento médio 
adequados em função das características do local e da atividade a ser 
desenvolvida. Para tanto, as normas técnicas possuem valores de 
referência habitualmente utilizados em projetos de iluminação. Uma vez 
escolhida a luminária a ser utilizada, a etapa final do projeto consiste em 
determinar o número de luminárias necessárias para alcançar o valor de 
iluminamento médio especificado e ainda proceder a ajustes de 
uniformização levando em conta a simetria do local. 
Define-se iluminamento médio (EM) em uma dada superfície como: 
𝑬𝑴 =	
𝛗
𝑺 
Em que: 
φ - é o fluxo luminoso total que atravessa a superfície (lm); 
S - é a área da superfície considerada (m²). 
A unidade do iluminamento é lm/m², mais conhecida por lux. É através 
do iluminamento médio que são fixados os requerimentos de iluminação em 
função da atividade a ser desenvolvida em um determinado local. 
 
 
Coeficientes de utilização e depreciação. 
O fator de utilização (U) é um dado fornecido pelos fabricantes de 
luminárias. Ele indica o desempenho da luminária de acordo com as 
refletâncias do ambiente. Para determinar o fator de utilização, basta utilizar a 
tabela do fabricante cruzando o índice de recinto (k) com os índices de 
refletância. 
O fator de depreciação ou de manutenção relaciona o fluxo emitido da 
fonte de luz no fim do período de manutenção da luminária e o fluxo luminoso 
inicial da mesma. 
O dimensionamento dos sistemas de iluminação deve considerar um 
fator de manutenção (FM) ou fator de perdas luminosas em função do tipo de 
ambiente e de atividade desenvolvida, do tipo de luminária e da lâmpada 
utilizada e da frequência de manutenção dos sistemas. O fator de manutenção, 
normalmente utilizado pelos principais fabricantes de luminárias e projetistas, é 
de 0,80. Isso significa que: 
• No momento da instalação dos equipamentos, a iluminação será 25% 
maior do que o resultado mostrado pelo projeto luminotécnico; 
• A perda de 20% do fluxo luminoso ocorre após X horas de uso da 
luminária, dependendo das especificações do fabricante. O ideal é que 
isso ocorra após 75.000 horas de uso, mas alguns fabricantes fornecem 
equipamentos com perdas de 20% após 30.000 horas de uso, 
comprometendo a qualidade e efetividade do investimento; 
Escolha de lâmpadas e luminárias 
A experiência do projetista é muito importante neste processo, pois um 
determinado conjunto lâmpada/luminária disponível comercialmente pode-se 
adaptar melhor a algumas aplicações e não a outras. Por exemplo, iluminação 
fluorescente convencional é bastante indicada para iluminação de escritórios, e 
iluminação incandescente é a opção preferencial para galerias de arte, devido 
a sua excelente reprodução de cores. 
Para a luminária escolhida determina-se o Fator de Utilização (Fu). Este 
coeficiente, menor ou igual a 1, representa uma ponderação que leva em conta 
as dimensões do local e a quantidade de luz refletida por paredes e teto. A 
contribuição das dimensões do local é feita através do chamado Índice do 
Local (K) definido de acordo com: 
𝑲 =
	𝑪 ⋅ 𝑳
𝑯(𝑪 + 	𝑳)	 
onde: 
C - comprimento do local, considerando formato retangular (m); 
L - largura do local (m); 
H - altura de montagem das luminárias (m). 
O índice do local permite diferenciar locais com mesma superfície total, 
mas com formato diferente (quadrado, retangular, retangular alongado, etc.), e 
também incorpora a influência da distância entre o plano das luminárias e o 
plano de trabalho. 
Lâmpada e luminária 
De acordo com a NBR 5413 para a determinação da luminância 
convencional é recomendável se estabelecer parâmetros comparativos de lux 
para cada ambiente, sendo ele o iluminamento médio do local, que se dá em 
função do comprimento, altura e largura do local, como supracitado no tópico 
anterior. 
Tabela 1.0- iluminância por classe de tarefas visuais 
 Classe Iluminância (lux) Tipo de atividade 
A I 
 
luminação geral para áreas 
usadas interruptamente ou com 
tarefas visuais simples 
20 – 30 – 50 Áreas publicas com 
arredores escuros 
50 – 75 – 100 Orientação simples 
para permanência 
curta 
100 – 150 – 200 Recintos não usados 
para trabalho 
contínuo; depósitos 
200 – 300 – 500 Tarefas com 
requisitos visuais 
limitados, trabalho 
bruto de maquinaria, 
auditórios 
B 
 
Iluminação geral para área de 
trabalho 
500 – 750 – 1000 Tarefas com 
requisitos visuais 
normais, trabalho 
médio de 
maquinaria, 
escritório 
1000 – 1500 – 2000 Tarefas com 
requisitos especiais, 
gravação manual, 
injeção, indústria de 
roupas 
C 
 
Iluminação adicional para 
tarefas visíveis difíceis 
2000 – 3000 – 5000 Tarefas visuais 
exatas e 
prolongadas, 
eletrônica de 
tamanho pequeno 
 5000 – 7500 – 10000 Tarefas visuais muito 
exatas, montagem 
de microeletrônica 
10000 – 15000 – 20000 Tarefas visuais muito 
especiais, cirurgia 
 
Seleção da iluminância 
Para recomendar a luminância tem-se de considerar alguns pareceres 
descritos na tabela 1.2, posteriormente soma-se, algebricamente, o valor dos 
caracteres de pesos, considerando o sinal, e para determinados resultados, 
podendo ser eles iguais a -2, -3, +2, +3, 0, -1,+1. 
Para os casos -2 ou -3, indica-se o grupo inferior descrito na tabela 1.0, quando 
a soma se refere a +2 ou +3, recomenda-se a iluminância do grupo superior a 
tabela 1.0, para demais casos a iluminância média. 
Tabela 1.2- Fatores determinantes da iluminância adequada 
Características da 
tarefa e do 
observados 
Peso 
-1 0 +1 
Idade Inferior a 40 anos 40 a 55 anos Superior a 55 anos 
Velocidade e 
precisão 
Sem importância Importante Crítica 
Refletância do 
fundo da tarefa 
Superior a 70% 30 a 70% Inferior a 30% 
 
Para o caso em questão da análise de uma sala de aula, conforme a NBR 
5413, trás consigo parâmetros pré-estabelecidos de locais e luminescências 
indicadas, sendo ela 200 – 300 – 500 luxes. 
Posteriormente estabelece-se o tipo de lâmpada e luminária, que para o caso 
em questão indica-se iluminação fluorescente convencional. 
O comprimento (C) da sala foi estipulado em 10,50 metros, a largura (L) em 42 
metros, e a altura útil (H) em 2,8m. 
𝑲 =
	𝑪 ⋅ 𝑳
𝑯(𝑪 + 	𝑳) 
Após aplicação da fórmula acima, obteve-se um índice de local (K) igual a 3. 
O fator de refletância será de 735, sendo teto de superfície branca, parede de 
superfície média e piso de superfície clara. 
O coeficiente de utilização foi de 0,78 
O Fator de Depreciação (Fd), representa uma ponderação que leva em conta a 
perda de eficiência luminosa das luminárias devido a contaminação do 
ambiente, o Fd foi considerado igual a 0,67 como descrito ambiente Normal, 
com 12.000 horas, previamente tabelado. 
Posteriormente fora determinado o fluxo luminoso total φ (em lúmen) que as 
luminárias deverão produzir de acordo com a expressão abaixo. Sendo Fu o 
Fator de utilização, que fora considerado é referente a uma lâmpada da marca 
Philips, respeitando o índice do local anteriormente calculado, sendo ele igual a 
0,52. 
φ =
	𝑬 ⋅ 𝑺
𝑭𝒖	. 𝑭𝒅 
 
O resultado obtido do fator de fluxo luminoso é 632893 lúmens. 
O espaçamento entre as luminárias pode ser considerado iluminação 
semidireta, o espaçamento máximo entre as luminárias, em relação a distancia 
da luminária ao piso teto, será de 3,42 metros. 
Logo após determina-se o número de luminárias (NL), sabendo-se que as 
lâmpadas utilizadas serão de 32, dessa forma o fluxo luminoso de cada uma 
será de 11800 lumens, a partir disso, algebricamente, se faz o quociente entre 
o fluxo luminoso necessário sob o fluxo luminoso da lâmpada. 
NL =
φ	
φL 
A quantidade de luminárias necessárias para o ambiente em questão é igual54 
luminárias necessárias para a sala de aula. 
Conhecendo o local, e a quantidade de luminárias, basta distribui-las 
uniformemente no ambiente, a disposição resultante para a sala foi a seguinte, 
14 fileiras de 4, totalizando as 56 luminárias. 
 
Referencias 
ILLUMINATING ENGINEERING SOCIETY OF NORTH AMERICA - IESNA. 
The IESNA Lighting handbook. 9. ed. New York, 2000. 
IESNA Lighting Design Software Survey 2002. LD+A, [S.I], vol. 32, n.7, pg. 
35-48, jul. 2002. 
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 5413: 
Iluminância de interiores. Rio de Janeiro. 1992.