NOÇÕES DE
LUMINOTÉCNICA
ENG.ME.RAFAEL VIEIRA
INSTALAÇÕES ELÉTRICAS EM BAIXA TENSÃO
FUNDAMENTOS BÁSICOS
• O conceito de Luz, para Niskier (2000), é uma
modalidade de energia radiante que um observador
verifica pela sensação visual de claridade com estímulo
na retina;
• Para percepção visual da luz pelo observador, a luz
visível se encontra na faixa entre 380 nm e 780 nm;
• A Cor é o comprimento de onda, dentro da faixa da
luz visível, captada pelo sistema sensorial ocular do
observador;
FUNDAMENTOS BÁSICOS
Fonte: Toda Matéria
Fonte: Creder (2007)
FUNDAMENTOS BÁSICOS
•
•
•
Para Niskier (2000), Intensidade Luminosa (I) é
a potência de radiação luminosa numa determinada
direção;
Para Cotrim (2009), esta grandeza é a quantidade de
fluxo luminoso irradiado no interior de um ângulo
sólido;
Sua unidade é o Candela (Cd);
FUNDAMENTOS BÁSICOS
•
•
•
Fluxo Luminoso (ϕ), para Niskier (2000), é a
quantidade de energia luminosa emitida por uma
fonte luminosa captada pelo observador;
Sua unidade é o Lumén (lm);
Dentro deste conceito é interessante estudo de
eficiência luminosa, que é a relação do fluxo
luminoso emitido por quantidade de potência ativa
consumida por uma fonte de luminosa em (lm/W);
FUNDAMENTOS BÁSICOS
•
•
Iluminância ou Iluminamento, segundo Cotrim
(2009), é a quantidade de fluxo luminoso recebido
por uma superfície, em torno de um ponto
considerado, para a área dessa superfície;
Sua unidade é o Lux (lx);
𝜙 (𝑙𝑚)
𝐸=
lux
2
𝐴 (𝑚 )
(1)
Fonte: Cotrim(2009)
FUNDAMENTOS BÁSICOS
•
•
•
Geralmente, os níveis de iluminamento são
expressos em valores médios em um determinado
ambiente;
Em algumas análises é interessante a determinação
da iluminância em um determinado ponto da
superfície iluminada;
Esta consideração é apreciada quando a fonte de luz
é pontual, ou seja, com dimensões muito menores
que a área da superfície iluminada;
FUNDAMENTOS BÁSICOS
•
Considerando a seguinte situação de uma fonte
luminosa pontual iluminando uma certa superfície:
Fonte: Niskier(2000)
FUNDAMENTOS BÁSICOS
•
•
Para o ponto A:
𝐼
𝐸 ≅ 2 (2)
𝑑
Para o Ponto B:
Fonte: Niskier(2000)
𝐼
𝐼
𝐸 ≅ 2 𝑥 cos 𝜃 = 2 𝑐𝑜𝑠 3 𝜃 (3)
𝑑
ℎ
FUNDAMENTOS BÁSICOS
•
•
•
Luminância, para Niskier (2000), é a sensação de
claridade de uma superfície iluminante ou iluminada;
A unidade de luminância é o Candela por metro
quadrado (Cd/m²);
O valor é obtido pela razão da intensidade luminosa
pela sua área aparente;
𝐼
𝐿 ≅ (4)
𝐴
Fonte: Niskier(2000)
FUNDAMENTOS BÁSICOS
•
•
•
O Índice de Reprodução de Cor (IRC) é um
valor que quantifica a fidelidade que as cores são
reproduzidas;
Pode ser avaliada também como uma tentativa de
mensurar a percepção das cores pelo cérebro;
Esta medida é baseada numa análise relativa entre
uma fomente luminosa analisada e uma fonte
luminosa padrão;
FUNDAMENTOS BÁSICOS
•
•
•
O método de avaliação do IRC consiste na avaliação
das cores padrão, quando submetidas a uma fonte a
ser analisada e sob a luz de referência, um irradiador
de corpo negro;
A luz de referência apresenta 100% da
representação das cores e a fonte analisada
apresentará parte deste valor;
E tratado com valores percentuais;
FUNDAMENTOS BÁSICOS
Fonte: Ca2 Consultores
FUNDAMENTOS BÁSICOS
•
•
•
•
A Temperatura de Cor expressa a aparência da
cor emitida pela fonte de luz;
Mas, esta aparência da cor pode ser relacionada
coma temperatura da fonte luminosa;
Este valor é definido pela escala absoluta de
temperatura em Kelvin (K);
A temperatura de cor, no espectro da luz visível,
varia da cor vermelha até o azul em ordem
crescente de temperatura;
FUNDAMENTOS BÁSICOS
Fonte: Aula Luminotécnica UNICAMP
LÂMPADAS E LUMINÁRIAS
•
•
As lâmpadas são fontes que emitem energia
luminosa e que geralmente são instaladas com o
auxílio de luminárias:
As Luminárias, segundo Creder (2007), são
sustentáculos das lâmpadas, para se obter a melhor
distribuição luminosa, melhor proteção contra
intempéries, permitem ligação à rede elétrica e
proporcionam aspecto visual agradável e estético;
LÂMPADAS E LUMINÁRIAS
•
Ainda segundo Creder (2007), as lâmpadas são
divididas em três tipos:
–
Lâmpadas Incandescentes;
–
Lâmpadas de Descarga;
–
Lâmpadas LED ou de estado sólido;
LÂMPADAS INCANDESCENTES
•
•
•
As lâmpadas incandescentes mais básicas são
emissores de energia luminosa por meio do
aquecimento de um filamento resistivo de alta
resistividade;
Um dos efeitos da corrente elétrica é o
incandescência do filamento resistivo devido o efeito
Joule;
São lâmpadas com baixa eficiência;
LÂMPADAS INCANDESCENTES
•
•
•
Dentre
as
lâmpadas
incandescentes,
as
incandescentes halógenas são mais aperfeiçoadas
que as lâmpadas de filamento comum;
Apresentam tubo de quartzo com filamento de
tungstênio e com partículas de boro, flúor e bromo
ao gás presente no interior do tubo;
Vida útil mais longa, alta eficiência luminosa
excelente reprodução de cores;
e
LÂMPADAS DE DESCARGA
Fonte: Casa e jardim
LÂMPADAS DE DESCARGA
•
Nas lâmpadas de descarga, segundo Niskier (2000), a
energia é emitida sob forma de radiação, que provoca
excitação dos gases ou vapores metálicos;
•
A radiação emitida pela lâmpada dependerá de alguns
fatores como:
–
Pressão interna da Lâmpada;
–
Natureza do Gás;
–
Presença de partículas metálicas ou halógenas no interior
do tubo;
LÂMPADAS DE DESCARGA
•
São lâmpadas de descarga:
–
Lâmpadas Fluorescente (Compactas ou Tubulares);
–
Lâmpadas de Valor de Sódio (Alta ou Baixa Pressão);
–
Lâmpadas de Vapor de Mercúrio;
–
Lâmpadas Mistas;
–
Lâmpadas de Multivapores Metálicos;
LÂMPADAS DE DESCARGA
Fonte: Aula Luminotécnica UNICAMP
LÃMPADAS LED
•
•
•
São também chamadas de lâmpadas de estado
sólido, são constituídas de da tecnologia LED ou
Diodo Emissor de Luz;
O Diodo Emissor de Luz é um dispositivo
semicondutor que ao ser aplicada uma tensão
adequada é capaz de emitir luz;
Não necessita de gases fluorescentes ou filamento
incandescente a emissão de luz é realizada pelo
material semicondutor;
LÃMPADAS LED
Fonte: Site Luz Concept
Fonte: Site Eletropolo
Fonte: Site Nova Eletrônica
MÉTODOS DE CÁLCULO DE
ILUMINAÇÃO
•
Na literatura são encontrados alguns métodos para
a determinação da carga de iluminação de um
ambiente;
–
Método dos Lúmens;
–
Método das Cavidades Sazonais;
–
Método Ponto a Ponto;
MÉTODO DOS LÚMENS
•
•
Este método é utilizado para determinar o número mínimo
de lâmpadas e luminárias considerando as dimensões do
ambiente;
Segue os seguintes passos:
–
–
–
–
–
–
–
–
Identificação das características do ambiente;
Escolha do nível de iluminamento em Lux;
Determinação do Índice do Recinto (K);
Escolha das Lâmpadas e Luminárias;
Determinação do fator de Utilização;
Cálculo do Fluxo Luminoso Total;
Cálculo do número de luminárias;
Distribuição de Luminárias;
MÉTODO DOS LÚMENS
•
A identificação das características do ambiente
consiste em determinar:
–
Dimensões: Comprimento, Largura e Pé Direito;
–
Altura de montagem da Luminária;
–
Cor do teto, parede e piso;
Fonte: Aula Luminotécnica UNICAMP
MÉTODO DOS LÚMENS
•
O segundo passo é a determinação do nível de
iluminamento do local;
•
Esse nível de iluminamento é determinado pela norma
ABNT ISO/CIE 8995-1:2013 – Iluminação de
Ambientes de Trabalho Parte 1: Interior;
•
A norma delimita a Iluminância média (Em) para um
determinado ambiente e atividade a ser exercida;
•
Além do iluminamento a norma preconiza o índice de
reprodução de cor adequado (Ra) e o índice de
ofuscamento (UGR);
Fonte: NBR ABNT ISO/CIE 8995-1/2013
MÉTODO DOS LÚMENS
•
•
O próximo passo é a determinação do Índice
Local do Ambiente (K) importante para a
determinação do fator de utilização das luminárias:
Para iluminação Direta:
𝑐 .𝑙
𝐾=
ℎ 𝑐+𝑙
(5)
MÉTODO DOS LÚMENS
•
•
O próximo passo é a determinação do Índice
Local do Ambiente (K) importante para a
determinação do fator de utilização das luminárias:
Para Iluminação Indireta:
𝑐 .𝑙
𝐾=3
2 ℎ + ℎ𝑙 . (𝑐 + 𝑙)
(6)
MÉTODO DOS LÚMENS
•
A disposição das luminárias com relação a
diretividade dos raios luminosos podem ser
classificado em:
MÉTODO DOS LÚMENS
•
•
•
O passo seguinte é a determinação do Fator de
Utilização do conjunto lâmpada e luminária;
Esse fator depende do tipo de luminária e das
características ambientais designada pelos índices de
refletância e pelo índice local (K);
O fator de utilização (FU) representa a eficiência do
conjunto lâmpada, luminária e recinto;
MÉTODO DOS LÚMENS
•
•
O código relativo aos índices de refletância podem
ser determinados por:
É determinado por 3 algarismos e cada algarismo
representam um a percepção de cores do Teto,
parede e piso, respectivamente;
1° Algarismo: Refletância do Teto;
– 2° Algarismo: Refletância das Paredes;
– 3° Algarismo: Refletância do Piso;
–
MÉTODO DOS LÚMENS
Fonte: Creder (2007)
Fonte: Aula Luminotécnica UNICAMP
MÉTODO DOS LÚMENS
•
Desse modo, com o código de refletância, lâmpada e
luminária escolhida, índice local definido é possível
determinar o Fator de Utilização:
Fonte: Cotrim (2009)
MÉTODO DOS LÚMENS
•
Outro fator analisado pelo método do lúmens é o
Fator de Depreciação ou de Manutenção;
•
Este fator informa a perda de fluxo luminoso em
função da higiene do ambiente e da luminária e da
vida útil das lâmpadas;
•
Segundo Creder (2007), este fator relaciona o fluxo
emitido no fim do período de manutenção do
conjunto lâmpada/luminária e o fluxo inicial desse
conjunto;
MÉTODO DOS LÚMENS
Fonte: Creder (2007)
Fonte: Aula Luminotécnica UNICAMP
MÉTODO DOS LÚMENS
•
•
Determinados todas as variáveis e fatores a serem
utilizados no método é possível determinar o fluxo
luminoso total do ambiente:
𝐴 .𝐸
𝜙=
𝑙𝑚
𝐹𝑢 . 𝐹𝑑
7
Em que A é a área do recinto em (m²), E o iluminamento
em Lux; Fd e Fu são os fatores de depreciação e utilização
do conjunto lâmpada/luminária
MÉTODO DOS LÚMENS
•
•
Escolhido o conjunto lâmpada/luminária e o fluxo
luminoso total por conjunto é possível determinar a
quantidade de luminárias necessárias para o
ambiente:
𝜙
(8)
𝑛=
𝜑
Em quem Φ o fluxo total do recinto e o φ o fluxo
unitário do conjunto lâmpada/luminária.
MÉTODO DOS LÚMENS
•
•
•
Determinada a quantidade de luminárias é
necessário determinar a distância entre estas
luminárias;
Segundo Cotrim (2009), o espaçamento entre as
luminárias depende da altura de trabalho e da
distribuição de luz;
Ainda de acordo com Cotrim (2009), esse
espaçamento pode ser de 1 a 1,5 vezes a altura de
trabalho do recinto em todas as direções;
MÉTODO DOS LÚMENS
•
•
O espaçamento entre a luminária e a parede deve
ser metade do espaçamento entre as luminárias;
Caso existam áreas de sombra a quantidade de
luminárias pode ser aumentada alterando a
disposição das luminárias;