helio_creder_luminotecnica

5/13/2018 Helio_Creder_Luminotecnica

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LUMINOTECNICA

A t5.1 LAMPADAS E LUMINARIASA s lfun padas fom ecem a en erg ia lu min osa qu e lhes e ineren te co m aux flio das lu min arias, q ue sao o s seussustenraculos, atraves d as q uais se o btem melh or distribuicao l um ino sa , me lho r protecao con tr a a s i nt empe -ries, permitem ligacao a rede, alern de proporcionarem aspecto visual agradavel e estetico.

Basicamente, as Iampadas eletricas p erten cem a tre s tip os:- i nc andes cent es ;- d esc arg as;- estado solido - LED (Light Emitting Diode).

5.1.1 Lampadas IncandescentesIncandesccntes para iluminac;ao geralEm locais em que se deseja a luz dirigida, portatil e com flexibilidade de escolha de diversos fingulos dea be rtu ra d e facho luminoso.

A s H impad as in ca nd esc en tes comu ns p od em se r u sad as em lumin aries com lampa da s d o tip o refle to ras.Em resid en cias sa o u sad as n a ilumin aca o g eral d e ambien tes o u q uan do se d esejam e feito s e sp ecia is.Nas lojas s ao i nd ic adas par a destacar as mercadorias ou para iluminacao g era l o u suplementar na s rnaqui-

nas de p rodu cao ou em lo cais com pro blem as de vib racao (larn padas p ara serv ice p esado ) o u aind a em estu-fas de secagern (lampadas infravermelhas).Quartzo (halogenas)E urn t ipo aperfe icoado das lnmpadas incandescentes, const ituidas por u rn t ubo de quar tzo , den tr o do qual existemurn fi lamento de tungsten io e partfculas d e io do , fluor e bromo adicionados ao g a s normal.Tern como van tagensem relacao a s incandescen te s comuns : v ida rna is longa, au senci a d e e ne gr ec ime nto d o t ub o, a lta eficiencia lumi-nosa , excelente reproducao d e c ore s e dimensoes reduzidas, Como desvantagens: desprendem intense calor e sa opressurizadas, podendo es ti lhacar-se inesperadarnente , 0 q ue fa z n ec essaria a su a utilizacao em lum in ar ie s q uetenham protecao, Atualmente 0model e de l ampada s qua rt zo -h al ogenas mu it o u ti li za do s ao a s d ic ro ic as .Outros tipos de lampadas incandescentcsP od ern os en co ntrar Iamp ad as in ca nd esc en tes e sp alh ad as d o tip o c omp talu x, fa ch o rn ed io , b ulb o p ra te ad oe tc ., e ain da lfu np ad as d o tip o g erm icid es, H im pad as d e Iu z n eg ra e Iamp ad as in fra ve rm elh as, ca da q ua l c omuma apl ic ac ao e spec ff ic a,

5.1.2 Lampadas de DescargaFluorescentesS ao lamp ad as q ue, p or seu o tim o d esern pe nh o, sa o rn ais in dic ad as p ara llumin aca o d e in te rio re s, como e sc ri-to rio s, lo ja s, i nd us tr ie s, t en do e sp ec tr os lum in oso s in dic ad os p ar a c ad a a plic ac ao , E um a lam pada que nao


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LUMINOTECNICA 145

permite 0 destaque perfeito das cores; utilizando-sc, porern, a lampada branca fria ou morna, permite urnarazoavel visualizacao do especrro de cores.

Em residencias podern ser usadas em cozinhas, banheiros, garagens etc.Dentre as Iampadas fluorescentes, a que rem grande aplicacao em escritorios, mercados, Iojas, par sua

alta eficiencia, e a do tipo HO (high output), que e indicada por razoes de econornia, pois a sua eficienciaIuminosa e muito clevada.Luz mistaEmbora sua eficiencia seja inferior a da lampada fluorescente, e porem superior a da incandescente. Em geral,e usada quando se deseja melhorar 0rendimento da iluminacao incandescente, pois nao necessita de nenhumequipamento auxiliar: basta coloca-la no lugar da incandescente, porem e preciso que a tensuo da rede sejade 220 volts. Sua vida media e igual ada incandescente,Sao utiIizadas na iIumilluc;:aode interiores, como indtisrrias, galpoes, postos de gasolina, ilurninacao ex-

terna etc.Vapor de mercurtoSao empregadas em interiores de grandes proporcoes, em vias ptiblicas e areas externas. Por sua vida longae alta eficiencia, tem urn born emprego em galpoes de pe-direito alto, onde 0custo de substituir;ao de lampa-das e reatores e elevado.

Quando h a necessidade de melhor destaque de cores, devem ser usadas lfimpadas com feixe corrigido.Vapor de sodio de alta pressaoSao as lampadas que apresentam a melhor eficiencia luminosa: por isso, para 0mesmo nfvel de iluminamento,podemos econornizar mais energia do que em qualquer outro tipo de l1impada.Devido as radiacoes de banda quenre, estas lfimpadas apresentam 0 aspecto de luz branco-dourada, po-

rem permitem a visualizacao de todas as cores, porque reproduzem todo 0 espectro. Sao utilizadas na ilumi-nacflo de ruas, areas externas, industrias cobertas etc.

5.1.3 Lampadas de Estado Solido - LEDsAtualmente estao em desenvolvimento as lampadas de estado s6lido, a geracao futura dosja conhecidos LEDs(f ight emitting diodes). Ver Fig. 5.17 (a), (b) e (c).Bssas fontes de Iuz rem lima eficiencia energetica muito superior as liimpad


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.146 CA PiT U LO C lt "; CO

\*--- 6ulbo

Eletrooos internos

:]....t---- Selo da hasteFlange-----;-I:H1I--+--- Tuooe exaustaoCimento -----' ..biif it i~1i1

Eletrodosexternos

6a5e------ls o lame nt o d a base -----..",Disco centralde contato

Fig. 5.1 Ulmpada incandcscente OE.

No interior do bulbo de vidro das lampadas incandescentes usuais e feito 0 vacuo, isto e , retirado todo 0oxigenio, para que a filamento nao se queime, ja qu e 0oxigenio alimenta a combustao. Tambem se usa subs-tituir 0 oxigenio no interior da lftmpada por urn gas inerte (nitrogenio e argonia). As lampadas de vacuo saodesignadas pe l as catalogos norte-americanos como "tipo B" e as de gas, como "tipo C", para lampadas aci-r na d e40W.

5.2.1 Lampadas Quartzo-Halogenas (Dicroicas)Sao lampadas modemas, de dimens6es tiio pequenas que cabem em urn cuba de 5 em de aresta, e tern altorendirnento luminoso. Possuern urn filamento especial de 12volts, precisamente focalizado no refletor dicroicomultifacetado. Algumas I ampa da s p os su em f ila rn en to q ue opera com 12 volts 0que e xig e u rn transformadorde pequenas dimensoes, de 127 ou 220 volts para 12 volts, normalmente embutido nas luminarias: outrasoperam diretamente em 127 V ou 220 V.Sao indicadas para os mesmos locais das lampadas projetoras, com a grande vantagern de oferecerern luz

clara e branca, com excelente reproducao de cores, ressaltando 0 colorido dos objetos, tornando-os mais ri-cos, vibrantes e naturais,o refletor multifacetado e recoberto por uma pelfcula constitufda par ur n filtro quimico, 0que perrnite areflexao da luz visfvel e a transmissao, para a retaguarda da Iampada, de mais de 50% da radiacaoinfravermelha, resultando, assirn, num facho de luz mais frio, mesrno sendo um a lampada hal6gena. Dequalqucr modo, e recomendavel 0usa de luminaries com protetores, case a Iampada dicroica fique proximados olhos do usuario,Na Fig. 5.2, ternos (a) a constituicao da lfimpada, (b) as caracterfsticas do refleror dicr6ico e (c)a curva de

reflexao tfpica de urn espelho dicroico.Gracas a sua agradavel temperatura de cor, cornbina bem com outras lampadas halogenas ou fluorescen-

tes, sem mudanca do equilibria e tonalidade de cor do arnbiente.AMm das vantagens citadas, essa liimpada emite urn facho dc luz cerca de 60% mais frio que 0 das lam-

padas reflctoras convencionais de mesmo fluxo luminoso c mesma abertura de facho, 0que a toma indicadapara objetos sensfveis ao calor.Como as liimpadas dicroicas possuem 0rendimento Iumfnico em lumens par watt muito mais alro que 0

das Himpadas refletoras comuns, e possfvel consumir menos walls de potencia para 0mesmo nfvel deiluminarnento, 0que resulta em 50 ou 60% de economia de energia, alem do dobro da vida uti].


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LUMINOTECNICA 147

(a.) 1- LAmpa da h al6 gena c om bu lb o de qu artz o2 - Espelho dicroico3 - Base b ip in o para conexso eletrica segura

'"60" g


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148 CAPiTULO CINCO

PRECISE MR16 HIGH PERFORMANCE'L A MPADA WATTS VIDA MEDIA TEMPERATURA CANDELAS ABERTURA

NOMINAL DECOR NO CENTRO MEDIA DODO FACHO FACHO"(horns) CK ) (graus)Q20MR16IVNSP (EZX) 20 3000 3050' 8200 7'Q20MRI6/NSP (ESX) 20 4000 3050' 3350 13'Q20MRI 6/FL !BAB) 20 4000 3050' 525 40'Q35MRI6JNSP (FRB) 35 4000 3050' 7900 12'Q35MR16/SP (.FRA) 35 4000 3050' 3800 20'Q35MRI6fFL (FMW) 35 4000 3050' 1050 40'Q42MRI6NNSP (EZY) 42 3 000 3050' 13100 9'Q42MR I6JNFL (EYS) 42 3000 3050' 2100 27"Q50MR I6INSP (EXn 50 4000 3050' 10200 14'Q50MR 16/NFL (EXZ) 50 4000 3050' 2900 27'Q50MRI6INFUI (EXK) 50 4000 3050' 2400 32'Q50MR 161FL11 (ENL) 50 4000 3050' 2325 32'Q50MRI6IFL (EXN) 50 4000 3050' 1725 40'Q50MRI6IWFL (FNV) 50 4000 3050' 1075 55'Q75MR1 6/NSP (EYF) 75 4000 3050' 12300 14'Q75MRI6INFL my]) 75 4000 3050' 4600 25'Q75MRI6!FL (EYC) 75 4000 3050' 2100 42~

PRECISE MR-16 COVER GLASS'Q20MR 16INSP/CG (ESX/CG) 20 4000 3050' - 13'Q20MR 16 1FUCG (BAB/CG) 20 4000 3050' - 4(fQ35MR 16/NSP/CG (FRS/CG) 35 4000 3050' 12'Q35MR 16/SP/CG (FRAlCG) 35 4000 3050' 20'Q35MR L6/FUCG (FMW/CG) 35 4000 3050' 40'Q50MR 16INSP/CG (EXT/CG) 50 4000 3050' 14'Q50MR I6INFUCG (EXZJCG) 50 4000 :1 050' - 27'Q50MRI6!NFUIICG (EXKlCG) 50 4000 3050' - ;12'Q50MR 16lFUCG (EXN/CG) 50 4000 :; 050' 40'Q50MR 16IWFLlCG (FNV/CG) 50 4000 3050' - 55'Q75MR I6!NSP/CG (EYF/CG) 75 4000 3050' - 14'Q75MRI 6INFUCG (EYJ/CG) 75 4000 3050' - 25'Q75MRI6IFUCG (EYC/CG) 75 4000 3050' - 42'

PRECISE MR-II~Q20MR II/NSP (FTB) 20 3000 2950' :I 900 II'Q20MRll/SP (FTC) 20 3000 2950' 1550 19'Q20MR II/NFL (riD) 20 3000 2950' 600 30'Q35MR IIINSP (FTE) 35 3 000 2950' 5850 II'Q35MRII/SP (FTF) 35 3 000 2950' 2750 20'Q35MRliINFL (FTH) 35 3000 2950' 1300 30'IT od as a s P RE CIS E MR -J6 p os su em b as e G X -5 .3 c m ax im o c cu jp rirn em o 10m) d e 4 4.5 m m.'T odas as P RE CISE M R-J I p ossu em b ase G Z4 e rm ixim o com prim cnto to tal d e 35 .0 m m,'A a be rr ur a d o fa ch o e d el im it ad a p el os p on te s n os q ua is a i nt en si da de l um in os a e 5 0% d n i nt en si da de l ur ni no sa d o c en tr o d o I ac ho .

Fig. 5.3 Caracterfsticas das lampadas dicroicas. Cortesia da GE do Brasil S/A.

Pinturafluorescenle(phosphor)

Fig. 5.4 Lampada fluorescente.

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. fIiIIII!I___L


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Enrolamenlosd e c oo r ..is ola do s c om e po xl

B lo c o t erm in al : f ac ili tae s im ct ifi ca a s i ns te Ja < ;o es

LUMINOTECNICA 149

Fig. 5.5 Starter

Chapasdeferro-sl l iciocoladas e soldadas

Carcaya tratada inl,. .rnae e xte rn am eru e c omto sta tiz ac ao ema t er ia is a nn co r ro s iv c sFig. 5.6(a) Reator cia marca Philips(seccionado),

, . - = ~ . .:~ i""~~:'~\~~':~~.~~.:'-~ .r'- '~...r___,. . ,r

Lampaoa fluorescente

RedaReator

F -PTF(N) -BArD

Fig. 5.6(b) Realm eletronico, (Cortesia da Philips.)

Fig. S.6(c) Reator eletrouico, (Cortcsia da Philips.)


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150 C,WiTUl.O CINCO

5.3.2 FuncionamentoConsiderernos 0 esquema da Fig, 5,7, no qual vemos as pecas ja descritas da rnaneira como sao ligadas.Fechando-se 0 interrupter, a corrente segue 0circuito assinalado pelas setas,Os filamentos cialampada sao aquecidos e inicia-se a descarga entre os cantatas do starter, Esta descarga

aquece os elementos bimetalicos, e assim as contatos se fecham; pouco depois de fechados os contatos cessaa descarga, 0que provoca rapido esfriamento. Assim, 0elemento bimetalico faz os contatos abrirem nova-mente, e esta abertura interrompe a corrente no reator que assim produz uma "sobretensao' entre as extremi-( d i )dades do reator v = L dt . Esta "sobretensao" faz romper urn arco eletrico entre os filamentos e 0cireuitofecha-se atraves do interior da Jfunpada, e nao mais pelo starter, Os eletrons, deslocando-se de urn filamentoa outro, esbarram em seu trajeto com os atomos do vapor de mercuric (Fig. 5.8). Estes choques provocamliberacao de energia luminosa nao-visfvel (frequencies muiro elevadas), tipo radiacao ultravioleta, Esta radi-a~ao se transmite em todas as direcocs e, em contato com a pintura fluorescente do tubo, produz radiacaoluminosa visivel,Na Fig. 5,8, as setas indicam 0carninho do circuito depois que se inicia a dcscarga pelo interior da Hl.mpada.Como a resistencia oposta ao deslocamento dos eletrons e muito pequena, a tendencia da correntc (em

amperes) e se elevar multo, porem a reator age como elemento limitador da corrente, pois nada rnais e queuma irnpedancia.Assim, 0 reator representa urna pequena perda de energia (carga), medida em watts. Como exemplo, cita-

se a perda de urn reator para lampada fluorescente de 40 W, T-12:- para reator de alto fator de potencia: ! watts- para reator de baixo fator de potencia: 8,5 wattsNos calculos de circuitos de muitas larnpadas fluorescentes, deve-se levar em conta esta perda.Este tipo de iluminacao e um dos de rnaior rendimento, pois uma larnpada branca de 40 W, par exernplo,

ernite 2 900 lumens, 0que da a seguinte rendimento:2 900 lumens .----- = 73 lumens I watt (excluindo 0reator)40 watts

= 56,9 lumens I watt (com reator)

_2_9_8_O_lu_m_e_n_s4 9 1 J= . umens watt200 watts .Comparando-a com a incandescente de 200 watts, podemos vel' a seguinte rendirnento:

entao, uma Himpada fluorescente de 40 watts. produzindo aproxirnadamente 0mesmo ilurninamcnto que umaincandescente de 200 watts, tern rendimento cinco vezes maior.

Lampada- - - ItarterLaminabimel< i l ica 1 !

rCondensador

ReatorI-- - - 1==1 J-_Fig. 5.7 Corrente pelo starter,

L


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LUMfNOTECNICA i51

1 r--_...........,'--- ,--,- , ,--,L. .... JI

t!!5.3.3 Diagramas de Ligacao de Ldmpadas Fluorescentes (Fig. 5.9)

LAmpacfa~

Par ti da i ns tan tanea1 )(40W

Pa rt id a com stsne2x40W

Realorduplo

2x40W 1x40WFig. 5.9 Diagramas de Iigacao de lampadas tluorescentes com equipamento auxiliar.

Fig. 5.8 Corrente pela Iampada.

Realorcfuplo

4x20W

Umpada

Ul.mpacfa

Par ti da lns tan tanea2x40W

Realorduplo

2x40W s= starter


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152 C.~I'iTUl.O CINCO

5.3.4 Diagramas de Ligacao de Lampadas de Descarga (Fig. 5.10)

!GNIT09

220i380V

; . ; ; n ! : o r220 V

I g : 1 i " t o rc >nov

Fig. 5.10 Diagramas de ligaciio de Ulmpadas de descarga com equiparncnto auxiliar.

5.3.5 Lampadas Fluorescentes CompactasSao lampadas fluorescentes que possuem starter incorporado a sua base, a que permite a substituicao porlampadas incandescentcs sern qualquer tipo de acessorio, Existem com varies tipos de tonalidades de luz.Possuem uma durabilidade em media 10 vezes rnaior que as incandescentcs, alem de serern ate 80% rnaisecon6micas. Sao ideais para instalacoes residenciais e comerciais. Sao produzidas na Iaixa de 5 a 25 W. AFig. 5.11 mostra 0aspecto dessas lampadas e apresenta algumas potencias e suas equivalencies com as 15m-padas incandescentes.

5.3.6 Lampadas Fluorescentes CircularesSao fluorescentes circulares (Fig. 5.12). empregadas em aplicacoes domesticas, como em cozinhas e bannei-ros, onde se deseja iluminacao uniforme e com born nfvel, Elas sa o originalmente projetadas para circuitosde partida rapida, mas operam rambem em circuiros convencionais, au seja, com starter.

5.4 ILUMINAQAo A VAPOR DE MERCURIOA lampada a vapor de mercuric tambern utiliza 0princfpio da descarga eletrica atruves 1 . 1 1 . - : gases, de formasemeJhante a luz fluorescenre, Ernbora s6 modernarnente 0 seu emprego seja difundido, sua criacao re-monta os princtpios do seculo XX (1901), gracas a s experiencias de Peter Coopper Hewitt (General Elec-tric).

Basicamente, consta de urn bulbo de vidro duro (tipo borossilicato ou nonex) que encerra em seu interiorurn tuba de arco, onde se produzira 0efeito Iuminoso. 0 bulbo extemo destina-se a suportar os cheques ter-micas e e apresenrado normalrnente nos tipos: BT (Bulged tubular) e R (refletor).o tuba de arco atualrnente e fabricado em quartzo, material rnais apropriado para resistir a s elevadas tem-peraturas e pressoes, alern de rnelhorar u rendimento luminoso (Fig. 5.13).


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II~:"I~

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. . . . . _"'-,~",,-- -11) w ! (,0 \V I 7~ W- UlOw 125 W- J,_ ..:.. ~ ,_:._- __Fr,g. 5.U UmpO!da flunrescente compacta, (Cortesia da P h i l i . ' 1 1 S . )

( S I )

Fig. S.12 Uimpada Iluorescente circular, (Cortesia d o , Philips_}


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1:54 CAP!TULO CiNCO

Eletrodosprlncipais

Tubo de area

Selo prensado

Bulbo externo

Suporte dotubo de area

Eletrodo auxiliar

Fig. 5.13 Lampada a vapor de mercurio, General Electric.

5.4.1 Equipamento AuxiliarReatorDo mesmo modo que a lampada fluorescente, a i1impada a vapor de mercurio exige urn reator (ou urnautotransformador) cujas finaJidades sao conectar a larnpada a rede e limitar a corrente de operacao, comona larnpada fluorescente,R es is to r d e partidaE uma resistencia eletrica de alto valor (cerea de 40 quiloohms) cuja finalidade e interromper a corrente departida atraves do eletrodo auxiliar, criando urn caminho de alta impedancia para 0 eletrodo auxiliar, Estaresistencia e parte integrante da liimpada.

5.4.2 FuncionamentoComo a lampada fluorescente, a lampada de vapor de mercuric possui, dentro do tubo de areo, mercuric epequena quanti dade de argonio que, depois de vaporizndos, comunicarn ao arnbiente interno alta pressao(dezenas de atmosferas). A vaporizacao do mercuric processa-se da seguinte maneira:- fechado 0contato do interruptor I, uma tensao e aplicada entre 0eletrodo principal e 0eletrodo auxi-

liar, forrnando-se urn areo eletrico. Este arco ioniza 0argonio que aqueee 0 tuho de area e vaporiza 0mercuric (Fig. 5.14).

Res is to r d e p a rt id a Efetrodoauxihar~~jBJ. Tubo de arco Eletrodosprincipais

Fig. 5.14 Esquema de liga~aode uma liimpnda VM.


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LUM1NOTECN1CA 155

o vapor de mercuric formado possibilita 0 aparecimento de urn arco entre os eletrodos principais, e 0irnpacto dos eletrons do arco corn os ,Homos de mercuric libera energia luminosa.Note-se que na lfimpada fluorescente, pelo fato de 0vapor de mercurio estar em baixa pressao, a ener-

gia radiante iiberuda esta na gama ultravioleta, havendo necessidadc da pintura fluorescente do tuba(phosphor), para transforma-la em luz visfvel. Hi tambem lampadas a vapor de mercririo "corrigidas",i S 1 0 e, 0 tubo e tambern pintado com tinta fluorescente para correcao do feixe de 1uz emitido per < : 1 ; 3 . 0 dadescarga.

Depois de iniciada a descarga entre as eletrodos principals, deixa de existir a descarga entre 0eletrodoprincipal e o auxiliar, em virtude da grande resistencia oposta pelo resistor de partida, 0 calor desenvolvidopela descarga principal e 0aurnento da pressao no tuba de arco fazem vaporizar 0restanre do mercuric queainda estiver no estado lfquido, e assim a lampada atinge sua luminosidade maxima.

5.4.3 Partida da Larnpada a Vapor de MercurioEmbora a partida seja instantanea, isto e , nao ha necessidade de starter, a lfunpada VM so entra em regimeaproximadarnente 8 minutes apes ligada a chave, Isto pode ser constatado pelo grafico correspondente a umalampada VM de 400 watts, da General Electric.Note-se que a tensao e a potencia VaG aumentando ate atingirem os valores norninais (127 volts e 40tJ

watts), enquanto a corrcntc, que e maior na partida, decresce ate a valor nominal (aproximadamente 3,2 A)(Fig. 5.15).

.


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156 CAPiTULO Cixco

5.5 OUTROS TIPOS DE ILUMINAvAO5.5.1 Iluminacao a Vapor de Sodio de Alta Pressao

As lampadas a vapor de scdio de alta pressao sao adequadas para aplicacao em arnbientes internos e externos,o tube de descarga e de oxide de alumfnio encapsulado por urn bulbo de vidro, recoberto internamentepor uma camada de po difusor.A descarga em alta pressao de sodio possibilita a obtencao de uma alta eficiencia luminosa e uma boaaparencia de COrbranco-dourada, Essa lampada possui vida longa, baixa depreciacao do fluxo iuminoso e

operacao e s tavel .A geometria e as caracterfsticas eletricas dessa lumpada possibilitam sua utilizacao nos mesmos sistemas

opticos designados para lampadas a vapor de mercuric.

5.5.2 Iluminacao a Multivapor MetalicoAs lfimpadas a multivapor metalico de alta pressao sao adequadas para a aplicacao em areas internas e exter-nas. Operam segundo os mesmos princfpios de todas as lumpadas de descarga, sendo a radiacao proporcio-nada par iodeto de indio, talio e s od io em ad ic ao ao m erc uric.A proporcao dos compostos no tubo de descarga resulta em reproducao de cores de muito hoa qualidade,Essas lumpadas possuem alta e fi ci enc ia , a lt o indice de r ep ro du ca o d e cor, baixa depreciacao, vida longae alta confiabilidade.A lampada a multivapor metalico possui uma distribuicao espectral especialrnente projetada para a ob-

tencao de urn excelente sinal a s camera s de televisionamento em cores.5.5.3 Iluminacao a Luz Misra

As Hlmpadas de luz rnista sao adequadas para aplicacdo em ambientes internos e externos, nfio necessitandode equipame ruos auxi li ar es para 0se u funcionamento. Combinam a alta eficien cia d as lam pa das a vapor demercuric com a s Iavo ravei s propriedades de cor da s fontes de lu z com filamento de tungstenio.

A l ampad a e composta de um tubo de descarga a vapor de me rc ur ic , c on ec ra do em sene com urn f i la rnentode tungstenio, ambos encapsulados por urn bulbo ovoide recoberto internamente com uma carnada de fosfatode ftrio v an ad ate . 0 filamento atua como fonte de lu z de cor quente e como lirnitador de corrente em lugar doreator,

As lfimpadas de luz rnista podem ser alojadas em luminaries proprias para as incandescentes e. portanto,sao 0meio ideal de modernizar instalacoes existentes, com baixo custo, porem com vida util igual a da in-candescente.

5.5.4 Iluminacao de Estado Solido - LEDAs lumpadas fluorescentes compactas, que e st ao sub st it ui nd o em rnu it os l ug ar es a s l ampad as i nc ande sc en te s,serao no futuro substitufdas pelas lampadas de estado solido - as lfimpadas LEDs - bastante utilizadas emtodos os aparelhos eletronicos e em muitos dos sinais de transite.

----9:;---

90

__ . . .! .

D nnensoes em m m(a) (b)Fig. 5.16 Ldmpada LED 22 w . (Cortesia da Neopos Innovation Lighting Technology.)

- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - ~ ~ L . _


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LUM1NOTECNlCA 157

(b)

, J J . .~ ~ ~ : ~ - = J ~ Q =r._ - ". I;\~~:. i,_~.~:~>~.{.~;;./.'


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158 CAPITULO CINCO

Tabela 5.1 Exemplos de Aplicacoes de LdmpadasLampadas Incandescentes

Aplica!;ao

Iruerno ExternoFaixa Pas. Residen. Areas Vias fachada AreaPorencia un, C om ercial In dustrial Comuns Pdblicos Estacion. Jardins Monum. Esporte

C om uns- uso gem ! 1 51 0 0 W Univ. xComun s - d ec or at iv a 1560W Univ. 1(Comuns - dirigida 40-100W Univ. xC omu ns - e sp ec ff ic a 602QOW Univ, x x x x xHalo ge na s u so g er al 3OO-2000W Univ, x 1( x xHakigcnas decorative IS60W Univ. xHalogenas dirigida 20-150 W Univ, x ItHa logena s e specf fi ca 40250W Univ, x x x x xDicroicas SOW Univ. x

Larnpadas de Descarga -----AplicacaoInterno Externo

Faixa Pos. Residen. Areas Vias Fachada AreaPotencia Util. Comercial Industrial Comuns Publicas Estac ion, larding Monum. EsporteFluorcscente 15-110 W Univ. xPL 523 W Ulllv. xVapor de mercririo 80-1000 W Univ. x x x xMultivapor rnetallco 400-2000 W Restr. XLuz rn is ta 125500W Restr, x x x x xVapor de sodio 70-1000 W Univ. x x x x

Tabela 5.2 Vida Util c Rcndimcnto das LampadasVida trm (horas) Rendimento (ImIW)

Incandescente lOOOa6000Fluorescente 7500 a 12000Vapor de mercuric 12 000 a 24000Multivapor metalico 10 000 a 20 000Lu z m is ta 6000 a 8 000Vapor de s6dio 12000 a 16000S6dio de alta pressao Acuna de 24000

10 a 2043 a 84< 1 4 a 6 369a 11517 a 2575 aIDS68 a J40

L


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Tabela 5.3 Valores Tipicos de Pluxo Luminoso de Larnpadas

LUMINOTt:CNICA 159

Incandescente F1uorescente Vapor de Mercurio------Potencia Fluxo Potencia Fluxo Potencia Fluxo(watts) lurninoso (lumens) (watts) luminoso (lumens) (warts) lurninoso (lumens). , - 230 20 t 100 80 3600J40 450 32 2950* 125 630060 800 40 3000 250 12700

3500*100 1500 110 7800 400 22000

UlmP' lda de a il e rend; meruo

'"r a 17 0.~ 16 0e'" 150'">=~ _ ~ 140(f) ~c: 0 130~ ~:0 c:- Q) 120


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160 C.".P/WLO C!8CO

5.7 GRANDEZAS E FUNDA1\1ENTOS DA LUJVIINOTECNICAPara que possamos fazer os calculos Iuminotecnicos, devemos tomar conhecimento das grandezas funda-mentals. baseadas nas deflnicoes apresentadas pela ABNT (vocabulario de termos de iluminacao e NBR-5413) e nas fontes citadas na bibliografia,

5.7.1 Luzb 0 aspecto da encrgia radiante que urn observador humane constata pela sensacao visual, detcrminado peloestfmulo da retina ocular.A faixa das radiacoes eletromagneticas capazes de serem percebidas pelo olho humane se situa entre os

comprimentos de onda 3 800 a 7 600 angstroms.o angstrom, cujo sfmbolo e A , e 0comprimento de and a unitario e igual a dez milionesimos do milfrnetro.o cornprimento de onda A,Fig. 5.20, e a distancia entre duas cristas sucessivas de uma onda, consideradono grafico espaco X amplitude.o comprimento de onda vezes a frequencia e igual a velocidade da luz que e constante e igual a:

~c = A x f OU[__[Jonde:f = freqiiencia em ciclos/s;c = velocidade da luz (300 000 km/s ou 3 X lORrn/s);A = comprimento de onda/m.

Os r aio s c osm icos sao as radiacoes eletrornagneticas de maior frequencia ate agora conhecidas, da ordemde 3 X 10~5ciclos par segundo, ou seja, comprimento de onda igual a:

3 X l O R A = = = ]0-17 m ou 10-' A3 X lO~5

Para a corrente alternada que usamos em nossas residencies, f =60 cis, entao 0comprimento de ondasera:A = 3 X 108 = 107 OU5 000 km6 x IO 2

Para uma estacao de radio em f.m. de 98,8 MHz, 0 comprimento de onda sera:A = 3 x lO R = 3.03 m98,8 x 106 .

,.:....--------,-L-A " , lO,nm ' " 10' nm (n3nCmetros)

Fig. 5.20 Comprimento de onda,

I!II!L


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LUMINOTECNICA 161

5.7.2 CorA cor da luz e deterrninada pelo comprimento de onda.

A luz vioieta e a de menor cornprimento de onda visfvel do espectro, situada em 3 800 a 4 500 A.A luz vermelha e a de maior comprimento de onda visfvel, entre 6 400 a 7 600 A . As demais cores sesituam conforme a curva da Fig. 5.21 (zi), onde se ve que 0 amarelo e a cor que d a a maior sensibilidadcvisual a 5 550 A.

3800 4000VlOIela

5000 5550 6000 7000 7600Azul Vermetho

Fig. 5.21(a) Espeerro da luz visfvel em f U0 9lio d o comprirnento de onda.

FrequE,n~1fi 10''(t idos por segundo) I " ~osrmcos10"

10"

10~Raiosgama10= :

10" _ l " ~ '0'" ullra'JiolHa10" l u z v is i ve l l ~ ~ '~fra- lurniaosasvermeU,o10"

10'.aI~1a,

10 FMTV Qndas de

10r:!diO

AMo aspectro e ' ' ' ' 1 ! C m a g o G f 1 c OFig. 5.21(b) Espectro eletromagnetico em fUll9ao da frcquencia (cis).


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162 CAPiTULO CINCO

5.7.3 Intensidade Luminosa - Candela (cd)E definida como a intensidade luminosa, na direcao perpendicular, de uma superficie plana de area igual a II600 000 metros quadrados, de urn corpo negro a temperatura de fusao da platina, e sob a pressao de 101 325newtons par metro quadrado (I atmosfera).

5.7.4 Fluxo Luminoso - LUmen (Im)Fluxo Iuminoso emitido no interior de urn angulo solido de I esferorradiano por uma fonte puntiforme deintensidade invariavel e igual a 1 candela, em todas as direcoes,Suponharnos, na Fig. 5.22, uma esfera de 1 metro de raio, no centro da qual colocamos uma fonte com

intensidade de I candela, em todas as direcoes, 0 angulo solido que subentende uma area de I m' e urnesferorradiano.O fluxo emitido no interior deste anguIo solido e 0 lumen.

Area de esfera =4 1 T R " = 12,56 R 2Como em cada m2 da superffcie desta esfera temos 0 fluxo de I lumen, a fluxo total recebido sera 12,56lumens.

SA : ssfe'orradiano

Fig. 5.22 Definicao de lumen.

5.7.5 Iluminancia - LlL\: (lx)Iluminancia, anteriormente charnada de iluminamento, de uma superficie plana, de area igual a im2 querecebe, na direcao perpendicular. urn fluxo Iuminoso igual a 1 lumen, uniformernente distribufdo, e a densi-dade superficial de fluxo Iuminoso recebido. Assim,

lux = lumenm~

5.7.6 Luminancia - cd/m2 ou nitE a luminancia, em uma determinada direcao, de uma fonte de area ernissiva igual a 1m2, com intensidadeluminosa, na mesma direcao, de 1 candela.

5.7.7 EficienciaLuminosa-lmjWE a rela~ao dos lumens emitidos pela lampada para cada watt consumido.

5.7.8 Curva de Distribuicao LuminosaE a maneira pela qual os fabricantes de luminarias represenram a distribuicao da intensidade luminosa nasdiferentes direcoes, Trata-se de um diagrama polar, em que a Iuminaria e reduzida a urn ponte no centro do

. jII

IIIi!1I I!1II


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LUMINOTGCNICA 163

diagrarna, onde as inrensidades Iuminosas, em fun:;iio do angulo forrnado com a vertical, sao medidas e re-gistradus. Como 0fluxo inicial das lampadas depende do tipo escolhidc, as curvas de distribuicao lurninosasao feitas, normal mente. pam I 000 lumens. Para outros valores do fluxo, basta multiplicar por sua relacaoa I000 lumens (ver exernplo no final da Fig. 5.34).

5.S METOD OS DE Cft...I..CULO DE ILUMINACAOPode-se dcterrninar 0 numero de luminaries necessarias para produzir determinado ilununamento das se-guintes nianeiras:

I.') pela carga mfnima exigida par normas;2.") pelo metoda dos lumens;3.") pelo metodo das cavidades zonais;4,') pelo rnerododo ponte par ponto.Evidenternente a primeira maneira e uma aproximacao, servindo apenas como referencia.

5.9 METODa DOS LUMENSAgora, estarnos em condicoes de entrar no metoda dos lumens, 0 qual dividirernos nas etapas apresentadasa seguir.

5.9.1 Selecao da Iluminancia"De acordo com a NBR-5413 da ABNT, alguns nfveis recomendados para iluminacao de interiores constarnda Tabela. 5.4. Segundo a mesma fonte, as atividades foram divididas em tres faixas: A, B, C, e cada faixacom tres grupos de iluminancias, conforme 0 tipo de atividade, A selecao da iluminancia especffica paracada atividade e feita com auxflio das Tabelas 5.4(a) e 5.4{b) do seguinte modo:a. Analisa-se a caracterfstica da tarefa e escolhe-se a seu peso (Tabela 5.4(b));b . Somarn-se as valores encontrados, algebricamente, considerando 0sinal;c. Quando 0valor final for -2 ou - 3, usa-se a iluminiincia rnais baixa do grupo; a iluminancia superior

do grupo e usada quando a soma for +2 ou +3; nos outros casos, usa-se 0valor media.

EXEMPLO Oficina de inspecao de aparelhos de TV, ocupada por pessoas de menos de 40 anos de idade, a velocidadee a precisao sao irnportantes e a refletancia do fundo da tarefa e de 80%.

Somat6rio dos pesos:idade = -1velocidade e precisao = 0refletancia do fundo da tarefa :::::- 1

Total = -2Entao, usarernos a iluminancia mais baixa do grupo, 011 seja, 1 000 lux (Faixa B - tarefas COmrequisites especiais).

5.9.2 Escolha da LuminariaEsta etapa depende de diversos fatores, tais como: objerivo da instalacao (cornercial, industrial, domiciliaretc.), fatores economic OS, razoes da decoracao, facilidade de manutencao etc.

" I lu rn in fi nc la C 0mesmo q ue ilumin am en to , n 50 confundir com "Juminfmclu",Segundo a NB-S7 (NBR-S413/91), a definicao de iluminfincla e : "Limite da razao do t luxo luminoso recebido pcla superflcie em tornod e urn po nte c ons id era do . p ara a urea d a s up er ffc ie , q ua nd o esra iende para zero,"


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164 c.\pll"Ul.O CINCO

Tabela 5,4 Iluminancia em Lux, por Tipo de Atividade (Vaiorcs Medius em Service')I1uminancia2 Iluminancia?

Ativldades Baixa Media Alta Atividades Baixa Media Altaa) Auditorios e anfiteatros: 1) Esportes (salao para);- trib un a 3 0 0 5 0 0 7 0 0 - ginastica 1 5 0 2 0 0 3 0 0- p la re la 1 0 0 1 5 0 2 0 0 - futebol de salao 1 5 0 2 0 0 300- salas de espera 1 0 0 1 5 0 Z O O -Iocais recreativos 1 0 0 1 5 0 2 0 0- b i lhe te ri as 300 J 5 0 7 5 0 - p is cin a (ll um in ac no geral) 1 0 0 1 5 0 2 0 0

- pugi li smo (ringue) 7 5 0 1 0 0 0 1 5 0 0b ) Bunc os : - tcnis (quadru) 300 5 { ) ( ) 7 5 0- atendimeuto ao publico 3 0 0 5 0 0 7 5 0- contabilidadc 300 5 0 0 7 5 0 g) GIlril8ens-recep~ao 1 0 0 1 5 0 2 0 0 - oficinas 1 5 0 1 5 0 3 0 0- guiches 3 0 0 5 0 0 7 5 0 - b an ca da s 300 3 0 0 7 5 0- a rq uiv os 2 0 0 300 5 0 0 - es tac ionamento 1 0 0 1 5 0 2 0 0c) Biblioiecas: h) Hospi ta is- sala de leitura 3 0 0 5 0 0 7 5 0 - pronto-socorro 3 0 0 5 0 0 7 5 0- estantes 2 0 0 3 0 0 5 0 0 - sala de operacao (gcral) 3 0 0 S O D 7 5 0- f ic ha rio 2 0 0 3 0 0 5 0 0 - dentista (geral) 1 5 0 2 0 0 3 0 0

- sala de partos (geral) 1 5 0 2 0 0 3 0 0d) Escolas: - bercario 7 5 1 0 0 1 5 0- salas de aula 2 0 0 3 0 0 5 0 0- quadros -negr os 3 0 0 5 0 0 7 5 0 i) Hote ls e r es taurun te s- tra balh os rn an uais 2 0 0 3 0 0 5 0 0 - g eral 1 0 0 1 5 0 2 0 0- salas de desenho 3 0 0 5 0 0 7 5 0 - cozinha (geral) 1 5 0 2 0 0 300- salas de e du ca ca o ffs ic a 1 0 0 1 5 0 2 0 0 - quartos (geral) 1 0 0 1 5 0 2 0 0- salflo de conferencias 1 00 1 5 0 2 0 0 - restauruntes 1 0 0 1 5 0 2 0 0e) Escritorios: j) Residencias- registro, cartografia etc. 7 5 0 1 0 0 0 1 5 0 0 -geral 1 0 0 1 5 0 2 0 0- desenho de engenharia 7 5 0 1 0 0 0 1 5 0 0 - co zin has (fo giio , pia) 2 0 0 3 0 0 5 0 0e arqui tetura - banheiros Igeral) 1 0 0 L 5 0 2 0 0

( J) Exuuidos dn NB57 (NBR54 IJI9 I PUf'~a lgumas at lvldadcs ). Pam rnaiores deralhes, consultar cora norma,(2) 0 valor mais alto dcve ser usado quando: a) a larer:, se aprcscnta com n:llelnneias e comrastes baixos; b) os erros s il o d e difkil corre


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LUMINOTECNICA 165

Faixa lluminanciaTabela 5.4(


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166 CAPiTUl.O CINCO

5.9.3 Determinacao do Indice do LocalEste Indice relaciona as dimensoes do recinto, comprimcnto, largura e altura de montagem, ou seja, altura daluminaria em relacao ao plano do trabalho de acordo com 0 tipo de iluminacao (direta, semidireta, indireta eserni-indireta). E dado por

c Ik=----h" , (c + l)

onde:c: comprimento do local;I : largura do local;hIll: altura de montagem da Iurnirniria (distancia da fonte de luz ao plano de trabalbo),

5.9.4 Determinacao do Coeficiente de UtilizacaoDe posse do fndice do local, estamos em condicoes de achar 0 coeficiente de utilizacao, Este coeficienterelaciona 0 fluxo luminoso inicial ernitido pela luminaria (fluxo total) e 0 tluxo recebido no plano de traba-lho (fluxo titil); por isso, depende das dimensoes do local, da cor do teto, das paredes e do acabamento dasluminaries.Para encontrar 0coeficiente de utilizacao, precisamos entrar na tabela com a refletancia dos tetos, pare-des e pisos. A refletancia e dada pela tabela a seguir:

Indice Rellexao Significado10% Superffcie escura30% Superffcie media50% Superffcie clara70% Superffcie branca

357

Exernplo de aplicacao da tabela:A refletancia 571 significa que: 0 teto tern superffcie clara; a parede e branca;0 piso e escuro,OBSERVACAO: A tabela para determ inacao do coeficiente d e u tiliz ac ao d ep en de do fabricante, do tipo e dascaracterfsticas inerentes a cad a luminaria,

5.9.5 Deterrninacao do Fator de DepreciacaoEste fator, tambern chamado fator de manutcncao, relaciona 0 fluxo emitido no fim do perfodo de manuten-930 da luminaria e 0 fluxo luminoso inicial da rnesma,E evidente que, quanta melhor for 2. manutencao das lurninarias (limpeza e substituicoes mais freqilen-res), mais alto sera este fator, porem mais dispendioso.E determinado pela tabela a seguir:

Tipo Perlodo de Manlltcn~ao (h)de Ambiente 2500 5000 7500Limpo 0,95 0.91 0,88Normal 0,91 0,85 0,80Sujo 0,80 0,66 0.57

._------It!l _


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LUMINOTECNICA 167

5.9.6 Fluxo Total, Numero de Luminaries e Espacamenro entre LurninariasUma vez percorridas as cinco etapas antcriores, estamos em condicoes de chegar ao mimero de Iuminariasnecessarias para dererrninado nfvel de iluminamento. Para isso usarernos as seguintes formulas:

onde:c p =S =E =u =d =n =tp =

SxE4 > =--uxd e 11 = 1 : _'Pfluxo lurninoso total, em lumens;area do reeinto, em metros quadrados;nfvel de iluminarnento, em luxes (Tabela SA); ou iluminancia (Tabela 5.4(a;fator de utilizacao au coeficiente de utilizacao (Tabela 5.5);fator de depreciacao ou de rnanutencao (Tabela 5.5);mimero de luminarias;tluxo por luminaries, em lumens.o espacamenro maximo entre luminarias que depende da abertura do feixe Iurninoso esta indieado na Fig. 5.23.

Conhecido 0numero total de Iuminarias, resta-nos distribuf-las uniformemente no recinto.Como dados praticos, toma-se a distancia entre luminaries, 0dobro da distancia entre a luminaria e a parede,

Para pe-direito normal (3 1 1 1 ) e sistema indireto, a distancia entre as luminarias deve ser aproxirnadamente ada altura de montagem acirna do piso.

Alturas recomendadasDistartcia as paredes ~--;."...-+-~-r'--+-~-4-+--"""_"'~-+-___;:'__~---Idas suspensoes(todos as tipos) para as tipos indiretoe semi-indireto

1/3 da distancia seas mesas au banca-das estiverem contraas paredes.1/2 em outros casas.

~-----r-------+------~----~~~~+T~20%~----~~~~+7~~r+~Y40%

~-----+-----~~~~~~~~~7h~~~~60%r-----~~7777YT+r~~Tr~77~~rv~~T7~80% 100%

ESPACAMENTO MAxIMO ENTRE AS lUMINARIAS

Gera ldifusa Semi-indireta Indiretaireta Semidireta

Da luminaria ao piso Do teto ao piso0,9 0.9 0.15 a 0,30

Fig. 5.23 Espacamento das luminaries entre si com relacao asalturas de montagem.


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HiS CAPiTULO ( I: -ICO

Tabela 5.5 Coeficicnresde Utilizacao

~ A I HD''''~ BHDK ~nZ DK 4 72 ~ ZDI< 472, Y ~.; \ ---~+----.::y-~{" i t - = ~ ~,-r==-~~~ . . ~~ ,~~~~:.':: '=; .


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LlIMINOTECNICA 169

Tabela 5.S (conr.) Coe6.:l~nrcsde Utilizacao

E~~-~C;( 4j~ -\ .\ o . . j 1 _L./ ",~~ d~

HDI( 475 clZOK 415 - SON 40(lWINDICE REFU,, 'ANCf ASDO 751 HI 711 551 531 511 3]1 3Jl 000LOCALK0.60 0.34 lUg 0.24 0.3.1 0.28 0.24 0.2S D,24 0.230,80 0.42 0,36 0,32 OA f 0.16 0.32 (U5 0,31 0,301.00 OA g 0,42 0,38 0"[7 [J.42 {),~8 OA I 0,37 0.361,25 0.54 OAS 0,44 0.52 O , . : I S 0. : 1 . : 1 0.47 0,43 (H21.50 0.58 0.53 {J.4Y 0,56 1l.52 0,48 f).51 0048 0.462,00 n.M 0.60 0.56 0.62 0,59 0,56 0.58 ns s 0,532,50 0.68 O.M 0.61 0,66 0.6.1 0,60 0.61 0.59 0.573.00 0.70 0.67 0.64 0.69 0.66 0.63 0,6$ 0.6:\ 0,614.00 0,73 0.71 0.68 (j.n 0,


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110 CAPiTULO CI~CO

Tabela 5.5 (cont.) Coeficienrcs de Utilizacao

TMS 500 - 2 T LD 32W T MS SU Od RN 50n - 1 TLD IGWfNDlCE REFLETANC[AS iNDlCE REI 'LETANC[ASDO 751 731 711 551 531 511 331 31 1 00 0 DO 751 731 711 55 1 531 511 331 :Ill 000LOCAL LOCALK K0,60 0,33 0,26 D,2[ 0,30 0,24 0,19 0.22 0,18 0.14 0.60 0.34 0.27 0.22 0,32 0,26 0.22 0.26 O.:!2 0,200,80 0.40 0.33 0,27 0,37 0.30 0.25 0.28 0,23 0.19 0,80 0,41 0,35 0,29 0,40 0,34 0.29 0.33 0,29 0,271.00 0.46 0.39 0.33 0.42 0,36 O,3! 0.33 0.28 !l.23 1.00 OAIl 0,41 0.35 0.46 0.40 0,35 0.39 0.35 0.331.25 0,52 n.45 0.39 0.47 0.41 0.36 0,38 0.33 0.28 1.25 0.54 0,47 0,42 0.52 0.46 0.41 0.45 0.41 0.391.50 0.57 0.50 0.44 0,52 0.46 0.41 0,42 0.38 0.31 1,50 0.58 0.52 0.47 0.56 0.51 0.46 0.50 0.46 0.43a . o o 0,64 0.57 0,52 0.58 0,52 0.48 0.48 0.44 0.37 2,00 0.65 0.60 0,55 n.63 0.58 0.54 0.57 0,53 0.512,50 0.68 0,62 0,57 0,62 0,57 0.53 0.52 0.49 0.42 2.50 0,70 0.65 0.61 0,67 0,63 0.60 0.62 0,59 0.57},OO 0.71 0,66 0.62 0,65 0,61 0,57 0.56 D.S2 0,45 3,00 0.73 0,69 0,65 0,70 0,67 0.64 0,66 0,63 D,604,00 0.76 0,7J 0,67 0.69 0,66 0.62 0.50 0.57 0.49 4,00 o.n 0.74 0.70 0,75 n 0.69 0,70 0,68 0.665.00 0,79 0,75 0,71 0.72 0,69 0.66 0.63 0.61 0.52 5.00 0.80 0,77 0.74 0,77 0.75 0,72 0,73 0.11 0.69

K L

~ - - - - - - - - - - - - -TM S SO Od RA 500 - 1 TLD 32W TMS SOO- 2 TLD 16WfNDICE REFLETANCIAS iNDICE REFLETANCI ASDO 751 731 71 I 551 531 511 331 311 000 DO 7S1 731 711 55J 531 511 331 311 00 0LOCAL LOCALK K0.60 0.44 0,38 0.34 0.43 038 0,34 0.38 0.34 0,33 0.60 0.31 0.2.5 0,21 0.27 0.22 0.18 0,19 0,16 0.120.80 0.52 0.46 0,42 D,S! (1.46 0,42 0,45 0,42 0.40 0.80 0,39 0.32 0.27 0,33 0,28 0,24 0,24 0.21 0.15[.00 0.59 0.53 0.49 0.57 0.52 0.49 0.52 0.48 0,46 1.00 0.44 0.38 0,33 0,38 033 0,29 0.29 0.25 0.[91.25 0.64 0.59 0.55 0.63 0,58 0.55 0.58 0,5~ 0.52 1.2.~ 0.50 UA4 0,)9 0,43 o . r a 0.34 0,33 0.30 0.221,50 0.69 0.64 0.60 0,67 0,63 0.59 0.62 0,59 0,57 1.50 0.54 0.48 0,43 0.47 0,42 \J.38 o . s e 0,33 0.252,00 0.75 0.71 0.67 0.73 0,70 0,67 0,69 0.66 0.64 2.00 0.60 0.55 0.50 0,52 0.48 0.44 0,41 (1.38 0,292.50 0.79 0.75 0,72 0.77 0,74 0,71 0.73 0.71 0.69 2.50 0.64 0.(,0 0,55 0.56 0,52 0,49 0.45 0.42 0.323,00 0.81 0,78 0.76 0,79 0,77 0.75 0.711 0.74 o.rz 3,00 0.67 0.63 0.59 0.58 0.55 052 0,47 U,45 0.344,00 0.84 0.82 0,80 0.82 0.80 0.79 0,79 O.7S 0.75 4.00 0,71 0.67 0.64 0,62 1 1 . 5 9 0.56 0,51 0,49 0,375,00 0.86 0.84 0.82 0.84 0.82 0,81 0,81 0,80 0.77 5,00 0.73 0,70 0,67 0.64 0.61 0,59 0.53 051 0.39

J

_ L


29/54

LUM[NOTECNIC.. . 171

Tabela 5.5 (cont.) Coeficientes de Utilizacao

IIL_

M

TMS 5UO- 2T LD 32W TMS 500dRN5DII-l TLD 16WINDlCE REFLETANC[ASDO 75 1 731 71 1 551 531 511 331 ~II f l O OLOCALK0,60 0,31 0,25 0,20 0.27 0,22 n,18 0.19 0,16 0,110.80 0.38 0,32 0.27 0.33 0,211 0.24 0.24 0.21 0,151,00 0,44 0.37 0,32 0.38 0,33 0.29 0.28 0,25 0.[81.25 0.49 0,13 0,38 0.42 0,37 0,34 0 ..\2 0.29 0.221,50 0.53 0,47 0,43 0.46 0.41 n.37 n.35 0,32 0,342,00 0,59 0.5-1 0,50 O.5[ 0.47 0.44 0,40 0,38 0,282,50 0.63 0.58 0,54 0,55 0.51 0.48 0,44 0,41 0,313.00 0,66 0.62 0,58 0.57 054 0.51 0,46 0,44 0.344,00 0.69 0.66 0,63 0.60 0,58 0.55 0.50 0.48 0,365,00 0.72 0,69 0.66 U.62 0.60 0.5R 0,52 0,50 0,38

iNDICE REFLETANCIASDO 751 731 711 551 531 511 331 311 000LOCAl,K0,60 0,32 0,26 0.23 D,31 0.26 0.23 0.26 0.22 0,210,80 0,39 0,33 0,29 0,38 0.33 0.29 0.32 0,29 0.271,00 0,44 0.39 0,35 0.43 0.38 0,35 0.38 OJ4 0.33),25 0.49 0.44 0.41 0.48 0.44 0,40 0,43 0.40 0,381,50 0.53 0.48 0,45 0.51 0.48 0,44 0,47 0.44 0,421,00 O.5R (),54 0.51 0.57 0.54 0.51 0.53 0.50 0,482.50 0.62 0.58 0.56 0.60 0.57 0,55 0,56 0.54 0,523.00 0.64 0.6) 0.5


30/54

172 CAPITUl. .O CINCO

Tabela 5.5 (cont.) Coeficientes de Utilizacao

rCW502~ P I~~~~

'''~TCH 751 - 2 TL 40W 'rca 751 - 4 TL 40WiNDlCE REF LET ANCIAS [NDICB REFLET ANCIASDO 751 731 711 551 531 SII 331 31 1 000 DO 751 731 711 551 531 511 331 311 000LOCAL LOCALK K0,60 0.27 0.21 0.17 0,26 0.21 0.17 0,20 0.17 0,15 0.60 0.24 0.19 0.16 0.23 0.19 0,16 0.18 0.16 0.140.80 OJ3 0,27 0.23 0.31 0,26 0,22 0,25 0,22 0.20 0.80 0.29 0.24 0.21 0.28 0.24 0.21 0.23 0.29 0.19I , D O 0,37 0,32 0.28 0.36 0.31 0,27 0,30 0.26 0.24 1.00 0,33 0.29 0,25 0,32 0,28 0,25 0.27 0.24 0.231.25 0,42 0,37 0.32 0040 0.35 0,32 0,34 0,31 0,29 1.25 0.37 0,33 0.30 0.36 0,32 0.29 0.31 0.28 0.271.50 0.46 0.41 0.36 0.44 0,39 0,35 0,33 0,35 0.32 1.50 0.40 0.36 0,33 0.39 0,35 0.32 0.34 0,32 0.302,00 0.51 0.46 0.43 0.49 0,45 0,41 0,43 0.40 0.38 2.00 0.45 0.41 0.38 0.43 0.40 0.37 0.39 0.37 0.342.50 0.55 0,56 OA 7 0.52 0.49 0,46 0,47 0.44 0.42 2.50 0.48 0.45 0,42 0,46 0.43 0,41 0,42 0.40 0.383,00 0.57 0.53 0.50 0,55 0.51 0,49 0.50 0,47 0.44 3,00 0.50 0.47 0.44 0,4l! 0.46 0,43 0.44 0.42 0.404,00 0.60 0.57 0.54 0,58 0,55 0,53 0.53 051 0,48 4.00 0.52 0.50 0,48 0,50 0.48 0.47 0,47 0,45 0.435.00 0,62 0.60 0.57 0,60 0.58 0,55 0.56 0.54 0,51 5.00 0.54 0.52 0,50 0.52 0.50 0.49 0.49 0,47 0.45

5.9.7 Determinacao Aproximada da Refletancia de Superficies

NOT A : a ref letaneitl aproximada de umpapel branco losco e de 75%.

A} Condl~Des paraLeltura do Fotometro 30 em8) Etapas para DeterminaQiio d~Reflehinclal' Etapa - leitura telta com 0 papal branco

fosco.Examplo: 100 lux.2' Etapa - leitum tena retirando-se 0papelbranco fosco.Examplo: 40 lux.31tapa - datermlna93,o da refletancia dasuperlieia.

Papelbrancoloscoencostaeo if superficieFolOmet ro afastado 7,5 em da -I-i-~-t ...superficie e com a ce lula vol tadapara a parade sgL_.s:::::--"r "'~

1~0 : ; 0 : 0,75 ... 0,30 ou 30%

(Cortesia da GE do Brasil SA.)

EXBMPW Desejamos iJuminar eletricamente uma ofkina de 10,50 x 42 metros, pe-direito 4,60 m. A oficinadestina-se a inspecao de aparelhos de TV, operacao esta realizada em mesas de 1,0 m. Desejamosusar lampadas fluorescentes em lurninarias industriais, com 4 Ia.mpadas de 32 watts - 120 voltscada.


31/54

LUMINOTECNJCA 173

1.)Iluminancia: I 000 lux (requisites especiais)2.) Lurninaria escolhida: industrial, com 4lftmpadas de 32 watts (T!v1S500 clRA 500 - Tabela 5.2K)3.) Indice do local: 3Obs.: Admitindo a rnontagem das Iuminarias a 2,80 m acima das mesas, ternos que pendura-las a

0,8 m do teta.4.) Refletancia: 731 (teto branco e paredes e pisos escuros)5.) Coeficiente de utilizacao: 0,786.) Fater de depreciacao: 0,70

< P = = 10,50 X 42 X I 000 = 807.692 lume0,70 X 0,78Usando liimpadas de.32 \'V com fluxo luminoso de 2 950 lumens (Tabela 5.3)

c p = 4 X 2 950 = 11 800 lumens por Iuminaria807.692 70 I .. 'n = = ummanas11 800

Vel' a disposicao dos aparelhos na Fig. 5.24.

Eso

LOC\J.~C\I

C\I

N

NLOC ' . ! .~ ,1,40 . 2,80

~---------- 42,0Fig. 5.24 Disposicao dos aparelhos: 14 carreiras.

Verificacflo do espacamento entre lumimirias:Pela Fig. 5.23, para iluminacao direta, 0espacamento maximo entre as luminarias sera 0,9 da distancia

da luminaria ao pi so, ou seja:0,9 X 3,60 = = 3,24 In

5.10 METODO DAS CAVIDADES ZONAISEste metoda de calculo de ilurninacao de interiores se baseia na "teoria de transferencia de fluxo" e so sejustifica quando aplicado a instalacoes de alto padrao tecnico, em que e exigida maior precisao de calculos,Esta teoria estabelece que, se urna superffcie A emite OU reflete urn fluxo de modo completamente difuso,parte deste fluxo e recebida por uma superffcie B. A percentagem do fluxo total emitido por A que e recebidopor B e chamadajalOr deforma de B em reiaciio (IA. Um recinto a iluminar e constituido por paredes, teroe chao, que atuam como superficies refletoras do fluxo emirido pela fonte luminosa; estas superficies rece-bern 0nome de cavidades zonais.Pelo metoda dos lumens, vimos, no Item 5.9.6, que, se desejarmos 0nfvel de ilurninancia media inieial,

au seja, considerando 0coeficienre de manutencao unitario, teremos:E==cPxu S (1)


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174 CAPiTUI..O CINCO

A iluminfuicia rnantida e obtida ao longo do funcionamento normal da instulacao e por meio da expressao:E = c p x u x F P L

Sonde:

E = i1uminamento em lux;c P = f1uxo total em lumens;u = coeficiente de utilizacao;

F P L = fator de perdas de luz (rnetodo das cavidades zonais);S = area do recinto em metros quadrados,

Pelo metodo das cavidades zonais, vamos determinar 0coeficiente de utilizac;ao e 0faior de perdas de luzde formamais precisa, reduzindo ao minimo as aproximacoes de calculo muitas vezes grosseiras. Neste metodosao consideradas tres cavidades:- cavidade do teto CT;- cavidade do recinto CR;cavidade do chao cc.

Estas cavidades estao apresentadas na Fig. 5.25.

I ~avidadeh~_~~ _

Plano daslummarias

h R Ca vid a de d o r ec ln to

Fig. 5.25 Metodo das cavidades zonais,

De forma semelhante, para a deterrninacao do Indice do local no metodo dos lumens relacionam-se asdirnensoes das cavidades a s do recinto, resultando a "razao da cavidade", expressa da seguinte forma:

RCR= 511/1(C+ L )eXL

onde:RCR = razao de cavidade dorecinto:

fill = altura da cavidade 1 . 1 0 recinto em metros;e = cornprimento do recinto em metros;L =largura do recinto em metros.

Para a cavidade do teto, a expressao sera:RCT= SilT (C+ L)

CXLonde:h, = altura da cavidade do teto em metros.

Para a cavidade do chao, ternas:Rr'~- 5 IT , (C+ L)vt.. - --'--'-----'-

eXL

(2)


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LUMINortO.'lC.... 175

onde:he = altura da cavidade do chao em metros.

Se 0 rccinto tivcr forma irregular, as expressoes anreriores passarao a ser:RC =. 2,5 X (altura da cavidade) X (perfmetro da cavidade)

area da cavidade - baseaplicavel a cavidade do tete, do recinto e do chao.

De posse dessas formulas, pode-se organizar a Tabela 5.3, que forneee a "razao de cavidade" (Re) emfuncao das dimensoes do recinto e da eavidade considerada,Refletancia eficaz na cavidadeA Tabela 5.7 fornece meios para se converter a combinacjto da refletfincia da parede e tete au da parede echao para a simples refletancia eficaz da cavidade do teto Pcr ou refletancia eficaz da cavidade do chao Pee .

Os vaJores fornecidos na tabela baO os valores iniciais, pois serao adicionados coeficientes que cornpen-sarao a dirninuicao da refletancia em relacao ao tempo, devido ao aciiruulo da sujeira.

Quando a luminaria e montada diretamente no teto (tipo plafonier), a cavidade do reto e nub, au seja,ReT = O.Ne s se c aso, a r ef le ta nc ia pode s er u sa da como Per .Coeficiente de utilizaciio da luminariao coeflciente de utilizacao representa a quantidade de luz que e absorvida ate chegar ao plano de trabalho. Cadalurninaria ten! urn coeficiente de u tiliz ac ao e sp ec ff ic o; a T abela 5 .8 , extrafda do JES L ig h ti ng Handboo k , forneceexemp!os para alguns tipos de luminaries, Nos projetos devem ser utilizados dados fornecidos pelos fabricames.

A Tabela 5.S to l elaborada para aplicacao do rnetodo das cavidades zonais, considerando-se uma refletanciae fi ca z da cav idade do chao de 2 0% , o u s eja , P ee = 2 0% . S e forem usados ou tros valores para Pee - 0coeficiente deutilizacao devera ser corrigido de acordo com a Tabela 5.9, porem, na pratica, a correcao e quase desprezfvel,

Na Tabela 5.8 vernos a curva de distribuicao dos lumens de cada Iuminaria e tambern 0 espacamentomaximo entre as lurninarias em relacao ~Ialtura de montagem sobre 0 plano de trabalho.No metodo dos lumens, obtem-se resultados satisfatorios quando 0ambiente esta livre de obstaculos, comornoveis, cortinas etc., que causam absorcao do fluxo lurninoso. Consideram-se aceitaveis as instalaeoes quandoa relw;ao entre os iluminamenros rnaxirnos e mfnimos nao difere mais do que 15% do valor media encontrado.

No metodo das cavidades zonais, as obstrucoes nas cavidades do (era ou do chao sao levadas em conside-rarrao na obtencao da refletancia eficaz da cavidade.Fator de perdas de luz (FPL)Como vimos na formula (2), h a urn fatal' pelo qual e multiplicado 0 fluxo das Iuminarias e que agrupa asdiversas perdas que ocorrem durante 0funcionarnento da instalacao. Estas perdas sao cornputadas como fatoresparciais, eo produto desses fatores foruece 0FPL. Estes fatores parciais considerados no metodo das cavi-dudes zonais sao os seguintes:

1) temperatura ambiente (TA) - a temperatura pode afetar 0 fluxo luminoso de algumas luminarias,em especial as luminaries fluorescentes. Para termos certeza de que a temperatura nao afetara a efi-ciencia da Iumiuaria, e preciso que se conhecam os dados do fabricante quanta as temperatures extre-mas de utilizacao. As Iampadas incandescentes au de descarga de alta intensidade sao pouco influen-ciadas pela temperatura, por isso, pode-se considerar 0 tater igual a 1;

2) tensiio de service (VS) - a tensao eletrica aplicada ao reator deve estar de acordo com as dados for-necidos pelo fabricante, case contnirio podera haver diminuicao no fluxo da luminaria, alern de ou-tros problemas. Para as larnpadas incandescentes, pode-se dizer que a variacao de 1% na tensao re-presenta 3% na variacao do fluxo: para as fluorescentes, 2,5% de variacao da tensao do primario doreator representam I% de variacao no fluxo;

3) jator do reator (FR) - 0reator a ser especificado para a Iurninaria deve estar de acordo com os da-dos do fabricante, que baseia as curvas fotornetricas segundo 0 conjunro reator-lampada-luminaria.Caso contrario, podera haver dirninuicao de f1uxo de safda;

4) fatorde depreciacdo da superficie d e l lumindria (FSL) - as luminririas, durante a sua vida uul, sofremmodificacoes na pintura das superficies refleroras, reduzindo 0 fluxo luminoso. Vidro, porcelana ou ligasde a lumfnio tem 0 fator de depreciacao de superflcie desprezfvel ao longo do tempo. pois uma simplesl impeza pode ra res rabe le ce r a capacidade ref le to ra perdida, Estes fa tores sao de aval iacao diffc il :


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17,6 CAPiTULO CINCO

" "ec r- co (I 00 I . . ,r - - " - . 6 o r i ' o r i ' . " f " ;--~1r-7-r - : -.c In ."f ..; ..;'" in r-. ('1) 0\ r--oori-::r--trvi'M("'--O\NOOl(){"f")lI"'i'"~~.~~("'"';o(I t- r,n'.,f..n(')MN("'j'-O-o-,,\OV1- - i < " i . . n N N ( ' i-CO 10 "


35/54

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tn::r-., e- 0"""N C o \ o \ c ; Qr-Cr-r-Nr-"":'000"':"':0vOONoov: : r \ o o r - = . . a r r ; u {NO-~-r-a :5 r -- - : ' ~ vi' v - ; - . : i

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36/54

178 CAPfTULO CINCO

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IS6 CAPiTULO CINCO

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40/54

182 CAPiTULO CINCO

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42/54

184 CAPLTULO NCO5) fatal' de depreciaciio devido iI sujeira (FDS) - 0aciimulo de sujeira nas superficies do recinto recluz

o fluxo refletido e, em consequencia, reduz o iluminamento,A Tabela 5.] I fornece 0FDS, que e deterrninado do seguinte modo:a. Seleciona-se 0grau de sujeira do recinto usando criterio sugerido pelo IES Lighting Handbook (Tabela 5.10):Ha outre criterio de avaliacao. baseado em coericientes numericos, aplicavel conforme 0 rnontante da

sujeira de cada ambiente, 0 qual conduz a resultados aceitaveis na pratica.b. Conhecidos 0grau de sujeira do recinto, conforme 0 item anterior, e 0 tempo esperado para a limpeza,entra-se na curva da Fig. 5.26 e obtern-se 0percentual esperado para a sujeira. Uma vez conhecidos 0

valor eo tipo de distribuicao da luminaria, entra-se na Tabela 5.8 para se obter 0FDS para lima deter-minada razao de cavidade,

EXEMPLO grall de sujeira - limpo;tempo de limpeza - 9 meses;tipo de distribuicao - indireta,

Peia Fig. 5.26, 0 percentual devido a sujeira sent 10%. Para uma razao de cavidade igual a 2, temosFDS:: 0,9 (Tabeia 5.11);

6) fator devido C l queima de iampadas (FQL) - cste fator relaciona as l5.mpadas que p erman ec er n a ce sa sno fim de urn perfodo de rnanutencao para um rota! de Iampadas considerado em retacao ao total dequeima perrnitido, Deve-se levar em conta a vida iitil das lilmpadas que, em termos probabilfsticos, eestabelecida pelo fabricante.

EXEMl'LO vida iitil das lampadas: ]2000 horus com queirna de 90%;quantidade de lampadas: 100;perfodo de manutencao: 5 000 horas:mimero de lampadas queimadas no fim do pericdo de rnanutencao:

- numero de lampadas acesas: 62,5;

Tabe1a 5.10 Indicacao do Grau de Sujeira

5 90-X--=375%12 100 '

FQL562,5%

Muito Iimpo Limpo

Sujeira gerada nenhuma muito poucaSujeira nenhuma alguma (quaseintroduzida nao enrru)Renovacao ou excelente menorquefiltragem a mediaAdesao de ncnhuma poucasujeiraExemplos escritorios limpos: escritorios em

laboratorios: salas predios velhos;l impas montagem

leve; inspecao

Medlo Sujo Multo sujo

leve acumulacao eventual acumulacao constantea lg um a e ntr a g rande por il oentra quuse nenhuma

excluldap io r que a media ventiladores ou nenhuma

sopradorcsbastante para alta, provavelmente altascr visfvel devida a oleo etc.e sc rh or io s em r no in ho s tratamento terrnico: semelhante a sejo.fabricas de papeis: impre ss or as , f


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< :>. . . .("";('l-O 0\00 0000 t-r-r-r-r-t--D-DIDID'C-D6666666066

Ll)MINOT~,CNIC!, lS~

OO\CO>DV1'


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U . l C S CArfTULO CINCO

:0- 20L~'(j) 305"en

o 3 6 9 12 15 18 21 24 2730 33 36Meses

Fig. 5.26 Metodo das cavidades zonais - Perccntual devido asujeira.

7) fator de depreciaciio dos lumens da liunpad (FDL) - como ja foi dito no Item 5.6.1. somente noinfcio de funcionarnento das lampadas 0f1uxo e maximo; os dados dos fabricantcs j a sao referidos aoslumens iniciais. Este fluxo vai eaindo ao tongo da vida iitil, e pode-se ver. pela Fig. 5.19, que, ao seratingida a vida iitil (100% da vida media), 0 fluxo inicialja decaiu para 85%. Deste modo, devem serconsultados os dados dos fabric antes para se saber qual a percentagem de queda do fluxo iuicial: estesdados sao eonsiderados no calculo com 0 FDL;

8) [ator de depreciaciio devido (I sujeira do lumindria (FDSL) - 0 acilmulo de sujeira nas luminariastern como consequencia a diminuicao do fluxo luminoso, resultando em rnenor iluminamento no pla-. no de trabalho. Para se avaliar este fator de depreciacao, deve-se obedecer a seguinte sequencia:

a. Seleciona-se a categoria de rnanutencao usando dados dos fabricantes Oll a seguinte tabela do IE SL igh ti ng Handbook :

Categoria demanntencaoFechamcnto da luminariaParte superior P~1I1cInferlor

1. Nenhum l. Nenhum1 . Nenhurn I. Ncnhum1. Transparente com 15% ou rnais de luz 2. Di fu so re s t ip o louver ou baffes

atra ves das abertu ras 13. Translucido - idem I. Opaeo-idem1. Transparcnte com 15% ou menos de l. Nenhum Iuz atraves das aberturas 2. Difusores tipo louver ou baffes2. Transhicido - idem I. Opaeo-idem1. Transparente scm abertura I. Nenhum II2. T ra ns hic id o s cm a be rt ur a " Difusores tipo louver Iz, I3. Opaco sern abertura II1. Transparente sem abertura 1. Transparente scm abertura !2. Translucido sern abertura 2. Transhicido sem abertura !3. Opa co s em a be rtu ral. Nenhum l. Trunsparentc sem abertura2. Trausparente sern abertura 2 . T ra ns hlc id o sem ab ertu ra3. Transhicido scm aberrura 3. Opaco scm abertura4 . Opaco sem ubertura

11

III

IV

v

VI

Obs~"(lri1(.1 sobre 0 Will (itl tabeta: Verifica se se n lu rninaria se enquad ra uum dos tipos de fcchamcruo nit parte superior: ern ! 'ic g uj [. I3 . c p ar a a mcsmacategoria, verifica-sc 0 cnquadrarnento relat ive : :.par te lnferior, Sc foe: cnquadra ern U E n O catcgoria rehuiva :h part e super ior e fino se cnquadrn na parteinferior. dc ve s e r c xpc rim en ta d a I Jm~ e a rc gonn a b ai xo,

L


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LUMINOTECN1Ct. 187

b. Seleciona-se 0grau de sujeira do recinto de acordo com a letra a do item 5.c. Conhecidos a categoria de manutencao, 0grau de sujeira do recinto, 0perfodo em que se fara a nova

limpeza, entrando com esses dados na Fig. 5.27, teremos 0FDSL.

I EXEMPLO , - categoria Il;ambiente Iimpo;

- perfodo de limpeza: 21 meses;result a em FDSL ::= 0,9.

C at eg or ia I

3 6Meses

Calegor ia IV

3 6 9121518212427303336Meses

C ate go ria I I~ ; : :~ MUito l impo~ _ - ' _ , . J , limTl " - I'-- r- r- ~J-1--5" $CJjoM -- . 1- - r-: - :. ' IJ f t .~/J io

o 3 6 9121518212427303336Meses

C ate go ria V

'T1sr

C at eg or ia '"

o 3 6 9121518212427303336Meses

Categor ia VI

MesesFig. 5.27 Metodo das cavidades zonais - Fator de depreciacao devido IIsujcira na luminaria (FDSL).

(Cortesia da IES - Illuminating Engineering Society.)

o 3 6 9 121518 212427303330Mesas

9) [ator de perdas de luz (FPL) - este faror grupa os furores obtidos nos itens de 1 a 8, ou seja:FPL =TA X VS X FR X FSL X FDS X FQL X FDL X FDSL

onde:TA = = fator devido a temperatura do arnbiente;liS =fator devido a voltagem de service;F R = fator devido ao reator;

FSL = = fatcr de depreciacao da superficie da luminaria;FDS = = fator de depreciacao devido 11sujeira;FQL = fator de queima de Iampada;FDL = fator de depreciacao dos lumens da Himpada;

FDSL ::= fator de depreciacao devido a sujeira na luminaria.

""'+-SdHEl&+AbZZE' 5!FRrP"C_


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188 CAPffl'W C]NCO

EXEMPLO Queremos projetar a ilurninacao, pelo m etodo das cavidades zonais, de urn escritorio com as seguinrescaractertsticas:- dimensoes:

largura - 10m ;com prirnento - 30 m;pe-direito - 5,30 m;altura das mesas - 0,80 m:distancia da luminaria ao teto - 1,50 m;

- lumin arie s f lu ore sc en te s do tip o 5 (T ab ela 5 .5 ) com 2 lf rm pa da s HO (high output) de 85 W - branca fria;- nivel de iluminamento: 700 lux (IES) rnantido ao longo de todo perfodo de manutencao;

t emperatura ambiente: 25C (0 fabricante especifica os limites de temperatura da lurninar ia entre 10e 45C);variacao de tensfio da rede: 2,5%;

- femmes: indicados pelo fabricante da lurninaria:- depreciacao devido ao tempo de uso: desprezfvel;recinto: limpo; tem po d e Iim pez a ou pintura: 12 meses;

- fator devido a queirna de liimpadas: 75%;fatal' de d ep re cia ca o d os lumens: 80%.

SohtfiioToma-se como base a folha de calculo de ilurninacao pelo metoda da s cav id ade s zonais, Preenche-seo item A com as dados do p ro blema e utilizando catalogos da luminaria escolhida.Para 0preenchimento do item B (calculo do coeficiente de utilizacao "11") acompanha-se a sequencia:- item 1:completa-se 0esquema da lnstalacao com os d ad os d o p ro blem a. P ar a s e d ete rm in ar a refletancia

do teto, das parcdes e do chao, d ev e- se c on su lia r c ata lo go s d e f ab ric an te s de tin ta s o u outros ma te ria is d eacabamento das c av id ades ( ve l' Tabela 5.12). No e xe rn plo em foco, con sid er am -s e a s in fl uenc ia s d a c a-vidade com o de 60% para 0 teto e 80% para a parede, 0qu e resulta na refletancia e fic az d a c av id ad e doreto Pe r = 57%; para a cavidade d o c ha o, considcrou-se a refletancia de 30% e, p ara a p are de , 80%, 0que resulta na refletancia eficaz da cavidade do chao P ee =31% (por interpolacao).

De posse do P er e considerando a retletancia da parede do recinto como P lY = 50%, para a luminariaescolhida e para a razao de cavidade do recinto, encontram os:II= 0,50 (par aproximacao)

Como P ee foi diferente d e 20%, h a necessidade de correcao para 0 fator de utilizacao (Tabela 5.9)u ( co rrig id o) ;;: 0 ,5 0 X J ,04] =0,52

A go ra v am os p reen ch er 0item C, para obter 0FPL. Os f ato re s c on sid er ad os desprezfveis sao compu-tados como iguais a I co s dernais sao obtidos como foi cxplicado nos i te n s r el at iv e s ao calculo do FPL.Conhecidos 0fator de utilizacao u,0fatal' de perdas de luz FPL, podem os, com os d ad os d o p ro blema ,

calcular 0mimero de lumiuarias:N = = 60

Tabela 5.12 FarOI' de Reflexao de Matcriais Iluminados com Luz BrancaEstuque novoEstuque velhoTinta b ro nco. a a gu aTinta branca a oleoTinta de alumfuioConcreto 110\'0Concreto vclhoTijolo novoTijolo velhoChapa de fibra de madeira nova

0.70-0.800,30-0.600,65-0,750,75-0.850,60-0,750,40-0,500,05-0,150.10-0,300.05-0,150,50-0,60

Chapa de fibra de madei ra ve lh aMadeira claraCarvalho cnvernizado, cor claraCarvalho envemizado, COl' escuraImbuiaJacarandaCabriiivaCedroPau-rnarfimCerejeira

0,30--0,400,55-0,650,40-0,500,51-0,400,10-0,300,10-0,300.20-0,400,20--0,400,20-0.400,20-0,40


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LUMINOTF.cNICA 189

Agora resta dispor as luminarias e projetar a estrutura de fixacao, de acordo com os recurs os disponf-veis. Convem lembrar que luminarias pendentes a 1,50 m do teto necessitam de ancoragern para evitaroscilacoes.

A melhor distribuicao das luminarias e em fila continua com espacamento entre cada fila de 2,5 m,inferior ao maximo perrnitido 1,2 X 3 = 3,6 m (Fig. 5.23).

1 00 2 00 2 00 2 o o 2 00 2 00 2 00 2 00 2 CO 2 00 2 00 2 00 2 00 2 00 2 00 1 001,25

" ,. , , , , , , , ,

t1000,-j

30,00 (Colas em metros)Fig. S.28 Metodo das cavidades zonais - Arranjo para 0exemplo de calculo.

2,50

2,50

2,501,25

Modelo de folha de cdlculo de iluminadio pelo metoda das cavidades zonaisA) Dados para 0projeto

- Identificacao do projetoNivel de iluminacao mantido: E = 700 lux (medio)Dados da luminaria:Fabricante: CBLCatalogo: camp. 1,83 mDados da lampada:Tipo: Fluorescente HOCor: branca friaFluxo CP ;=6 660 lumensN.? por luminaria: 2Fluxo < P par luminaria: l3 320 lumens

p=80% p,=30%

-j-hr=1,5mi - L=10 mhR=3 m! c=30 m~~=O,8 m-' -

B) Calculo do coeficiente de utilizacao uI. Preencher 0esquema ao Iado:2. Determinar as razoes de cavidade (Tabela 5.6).- Razao de cavidade do recinto: RCR = 2,0- Razao de cavidade do teto: RCT;= 1,0- Razao de cavidade do chao: RCC = 0,533. Deterrninar a refletancia eficaz da cavidade do teto: PCI' = 57% (Tabela 5.7)4. Determinar a refletancia eficaz da cavidade do chao: P ee = 31% (Tabela 5.7)5. Determinar 0coeficiente de utilizacao: u = 0,5 (Tabela 5.8 all dados do fabricante)6. Corrigir 0 fator de utilizacao: II (corrigido) = 0,5 X 1,041 ;=0,52 (Tabela 5.9)

C) Calculo do fator de perdas de luz: F PL1 . Temperatura ambiente - TA: 1,02. Voltagem de service - VS : 0 ,9 93. Fator de reaLol'- FR: 1,04. Fator de depreciacao da superffcie da lurninaria - FB L : 1,05. Fator de depreciacao devido a sujeira - FDS: 0,986. Fator devido a queirna de lampadas - F QL : 0 ,757. Fator de depreciacao dos lumens da larnpada - FDL: 0,808. Fator de depreciacao devida a sujeira na Iuminaria - FDSL : 0,88 (Fig. 5.27).

FPL = 1 X 2 X3 x 4 X 5 X 6 X 7 X 8 = 0,51


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19( } CAl'fnJLO CINCO

D) Numero de luminarias NEX area (m")N = ------......;.__ ;_--< P (por luminaria) x IIX F PL _ _ 7 0 _ O _ X _ 3 _ O _ O _ _ se 6 013320 X 0,52 X 0,51

5.11 METODa DE PONTO PORPONTOometoda dos lumens baseia-se no fluxo media de lu z n um a area; 0 rnetodo de ponto par ponto, na quanti-dade de luz que incidira em determinado ponto da area. Entao, e necessario 0conhecimento da distribuicaoda luz de diferentes fontes.

5.11.1 Fonte Puntiforme"0 ilurninamento e inversamente proporcional ao quadrado da distancia" (lei do quadrado da distancia),

EXEMPLO Uma lampada incandescente isolada, au dentro de urn globo, pode ser considerada uma fonte puntiforme(Fig. 5.29).

E * Fonte puntiforme,\, \ 100 luxE

25 luxE II \\\ 11,1 lux

Fig. 5.29

5.11.2 Fonte Linear Infinita"0 iluminamento e inversamente proporcional a distancia."

EXEMPLO Uma fi1eira contfnua de lampadas f1uorescentes, ou uma lampada fluorescente a curta distancia, aproxima-se desta condicao (Fig. 5.30).

Fonte linear infinitaE 100 luxE 50 luxE 33,3 lux

Fig. 5.30

5.11.3 Fonte Superficial de Area Infinita"0 iluminamento na o varia com a distancia."

IIIj!

III

---- .._._--_._---------------------------------------_ . . . . ._


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LUMINOTtC'IIC:A 191

r BXEMPW Urn grande painel luminoso e um tete ilurninado por luz total mente indireta aproxirnam-se desta condicdo(Fig. 5.31).Superficie infinita

E 100 luxE 100 luxE 100 lux

Fig. 5.31

5.11.4 Feixe Paralelo de Luz"0 iluminamento nao varia com a distancia."

I EXEMPLO I Uma fonte puntiforme dentro de urn refletor parabolico se aproximaria desta condicao, mas evidenternenteisto e teorico, porque as dimens5es sao finitas (Fig. 5.32).

-,I ' ........ ."..".,r :I- T - - - - - ~ - - - - ~I I: : 100 luxE

E J: 100 luxE IIIi0 lux

Fig. 5.32

Formulas empregadas (Figs. 5.33 e 5.34).Ep = = ~ ~ ) cos 8 (horizontal)

1(8) .Ep := -- sen e (vertical)D2onde:

Ep := iluminamento em P em lumens por metro quadrado (lux);I(e) .= intensidade luminosa da fonte na direcao de P em candelas;D = distancia do centro da fonte de luz ao ponto P em metros;

fJ := angula entre a vertical a superffcie receptora e D.. 1(0) cos' (0)Ep (na horizontalj= ~..:..._-~h2

E ( . I) 1(0) sen) (8)p na vernca = d2I ( 8) e obtido par meio de curvas em funcao do angulo O .

mt"mOrra


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192 CAPITULO C1NCO

r 4'VI . . . . . - I ,GI .0-0I I -,I h -, 0I "I "IIIt

Fig. 5.33

EXEMPLO De um galpao industrial, calcular 0 iluminamento em urn ponto P, na horizontal, iluminado por quatrofontes A, B, C e D, com as seguintes distancias d da vertical que passa pelas fontes ao ponto P (Fig. 5.35):d, = m (sob a vertical)d1 = 3md3 = 2md, = ~3L + 2 l = 3,6 mAs fontes A, B, C e D estao a 6 m de altura.As luminarias sa o de vapor de mercuric. de 400 W. com fluxo inicial de 20 500 lumens.Calculando as ilngulos ()e os cos) 0 :8,;: 082 = 286_ = 18.'

cos) 8, = 1cos' 81=0,68cos) 83 ;: 0,84cos' (j4 ;: 0,60

Fig. 5.34 Curva de distribuicao em candelas!l 000 lumens - Curva de intensidude em funr;:ao de e .


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Ll'MINOTECNICA 1 9 - ; 3 ;

Com esses angulos entrando na curva das intcnsidades em flln~ao de e (Fig. 5.34):/ (OJ) = 208 X 20,5 =4 264 candelas/ (O ~ ) = 200 X 20.5 = 4 ]00 candelasI (t9J = 205 X 20,5 = 4202 candelasI (e4) = 193 X 20,5 = 3956 candelasOI3S.:Mulriplica-se por 20,5 porque a curva fornece a intensidade luminosa para 1 000 lumens.Como supomos as luminaries situadas a 6 III de altura em relacao ao piso, temos:

(P ) = Ice) cos3 a36

J = 118,4 luxE2 = 77,4 luxE 3 = 98,0 lux4 = 65,9 luxTotal 359,7 lux

Fig. 5.35 :u.

5.12 ILUMINAQAO DE RUAS - REGRAS PAATICASA iluminacao de ruas, em especial ruas de grande trafego de veiculos e pedestres, merece um estudoluminotecnico apurado, no qual sao considerados varies fatores que fogem ao objetivo deste livre,Aprenderemos regras praticas que servirao para orientar 0projetista na iluminacao razoavel de ruas den-

tro de padroes modernos, como complemento dos projetos de instalacoes prediais.

5.12.1 Curvas de IsoluxJ ii aprendemos 0significado do nfvel de iluminamento em lux, ou seja, quociente do fluxo luminoso, rece-bido no plano de trabalho, dividido pela area considerada,

Charnam-se curvas isolux as curvas que dao, para uma rnesma luminaria, os pontos que possuem os mes-mas iluminarnentos. As curvas da Fig. 5.36 sao isolux no plano da rua para cada 1 000 lumens de fluxoemitido pela lurninaria, desenhados em percentuais do nfvel de iluminamenro maximo. Assirn, para urn pontoP qualquer, temos que 0nfvel e de 20% do nlvel maximo. Os valores h representarn a altura de montagemda Iumina ri a.


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194 CAPITULO CINCO

1h o 1h 2h 3h

a

Cal9ada r-, Rua 1 \'/V I ' \ . \ i \ \--.V '/-. ~ \ \ \ \I 1/ - - - - , \ 1 \ \ \If 1001 \ \ 90_ ' \ ~ \., ~ rJ j Jf\ -, 40_ ~ I / / 10-, r-- '/ I{ } /- . . . 9


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LUMINOTECNJCA 195

0,5 Cal~ada Rua

.>-,..---- --- -- ---- =>V-:~ /


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l ' ! I G CAPiTULO CINCO

F ig . 5 .38 I lumina cao publica.

RESUMOLampadas e lurninarias: ilurninacao incandescente, fluorescente e a vapor de mercuric:Grandezas fundamentais da lurninotecnica: luz, cor, intensidade luminosa, fluxo luminoso, iluminamento,luminancia, quantidade de luz, emitancia luminosa, curvas de distribuicao luminosa, eficiencia luminosa,curvas de distribuicao luminosa;

- M etodo de calculo de iluminacao: metod os dos lumens, das cavidades zonais e de ponto por ponto;Iluminacao de ruas - regras praticas,

Exe r cIc io s de Revisao1. Calcular 0comprimento de onda ' I I . para uma estacao que irradia na freqiiencia de 60 MHz (megahertz).2. Qual sera 0nfvel de iluminamento (iluminanda) a ser usado num escrit6rio ocupado par pessoas na

faixa etaria de 40 a 55 aI1OS,onde a velocidade e precisao nao sao importantes, e a refletancia dasmesas de trabalho e de 40%?3. Calcular 0 ruirnero de lumlnarias fluorescentes de 4 x 40 W -Iuz do dia, para iluminar a escrltortodo Exercfcio n," 2 se usarmos a lumlnaria 0 (direta) da Tabela 5.2, com as seguintes dimensoes dorecinto; e largura - 10m, comprimento - 25 m, pe-direito - 3 m, teto e paredes brancas?4. Pelo metoda das cavidades zonais, determinar 0coeflciente de utilizacao para a luminarla n.O5 (Ta-bela 5.5), sabendo-se que a refletancia eficaz da cavidade do teto e 50%, a refletancia da parede e de30%, a razao da cavidade do recinto e 4 e a refletancia eficaz da cavidade do piso e 20%.S. Se 0 fatar de perdas de luz (FPl) do exemplo anterior for 0,7, pelo metodo das cavidades zona is, qualseria 0 ruimero de luminarias do Exerdcio 3?

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