Faculdade de Engenharia Departamento de Engenharia Elétrica Noções de Luminotécnica Prof. Luiz Sebastião Costa LUMINOTÉCNICA "Iluminar - distribuir luz de acordo com a percepção humana". Iluminação artificial não consideraremos a iluminação produzida pela luz natural CONCEITOS ELEMENTARES LUZ Você é a luz do meu caminho UERJ – Faculdade de Engenharia – Prof. Luiz Sebastião Costa LUZ Aspecto de energia radiante que um observador humano constata pela sensação visual Demais conceitos UERJ – Faculdade de Engenharia – Prof. Luiz Sebastião Costa INTENSIDADE LUMINOSA - I Unidade de intensidade luminosa: candela [ cd ] UERJ – Faculdade de Engenharia – Prof. Luiz Sebastião Costa FLUXO LUMINOSO é a grandeza característica do fluxo energético Unidade: lumen [ lm ] R fonte UERJ – Faculdade de Engenharia – Prof. Luiz Sebastião Costa FOTOMETRIA fotômetros de comparação visual fotômetros que utilizam células fotoelétricas Células Fotoelétricas transformam fluxo em grandezas elétricas. princípios básicos de funcionamento fotoemissão fotovoltaico fotocondução (LDR-Light dependent resistor) foto diodos UERJ – Faculdade de Engenharia – Prof. Luiz Sebastião Costa ILUMINAMENTO E S Unidade de iluminamento [ lm/m² ] [lux] UERJ – Faculdade de Engenharia – Prof. Luiz Sebastião Costa LUMINÂNCIA intensidade luminosa irradiada, em uma direção determinada, por uma superfície elementar iluminada L= Lim Sa 0 I ------Sa dI L = -----dSa [cd/m²] = [nit] UERJ – Faculdade de Engenharia – Prof. Luiz Sebastião Costa SUPERFÍCIE FOTOMÉTRICA - DIAGRAMAS FOTOMÉTRICOS CURVA FOTOMÉTRICA HORIZONTAL UERJ – Faculdade de Engenharia – Prof. Luiz Sebastião Costa CURVA FOTOMÉTRICA VERTICAL UERJ – Faculdade de Engenharia – Prof. Luiz Sebastião Costa exemplo de curvas fotométricas Curva fotométrica vertical de uma lâmpada de vapor de mercúrio de 250 W UERJ – Faculdade de Engenharia – Prof. Luiz Sebastião Costa Curva fotométrica vertical de uma luminária para iluminação pública UERJ – Faculdade de Engenharia – Prof. Luiz Sebastião Costa DIAGRAMA DE ISOCANDELAS Linha isocandela > mesma intensidade luminosa diagrama de isocandelas em projeção senoidal UERJ – Faculdade de Engenharia – Prof. Luiz Sebastião Costa DIAGRAMA DE ISOLUX luminária de iluminação pública Curva isolux > mesmo iluminamento. UERJ – Faculdade de Engenharia – Prof. Luiz Sebastião Costa LEI DE LAMBERT Rege o iluminamento (E) de um ponto de uma superfície proporcionado por uma fonte puntiforme. EI E 1/d² E cos I cos E=----------- [lx] d2 d h I Ev Eh P substituindo d por h: I cos³ h = d cos logo Eh = ----------- [lx] (plano horiz) h² UERJ – Faculdade de Engenharia – Prof. Luiz Sebastião Costa mais fontes > soma do iluminamento de cada fonte d h I Eh E = n Ei i=1 sendo Ii cos³i Ehi = -------------- [lx] hi² UERJ – Faculdade de Engenharia – Prof. Luiz Sebastião Costa FONTES de LUZ Sol LÂMPADAS ELÉTRICAS Lâmpadas incandescentes Lâmpadas de descarga Lâmpadas LED’s UERJ – Faculdade de Engenharia – Prof. Luiz Sebastião Costa LÂMPADA INCANDESCENTE UERJ – Faculdade de Engenharia – Prof. Luiz Sebastião Costa Fabricada em 1879 - THOMAZ A. EDSON -Efeito Joule VIDA MÉDIA - lâmpadas de iluminação geral : 750 a 1000 h RENDIMENTO 15 lm/W UERJ – Faculdade de Engenharia – Prof. Luiz Sebastião Costa LÂMPADAS DE DESCARGA utilizam a descarga elétrica através de um gás argônio, neônio, xenônio, hélio, e vapores de mercúrio e sódio. UERJ – Faculdade de Engenharia – Prof. Luiz Sebastião Costa LÂMPADA FLUORESCENTE vapor de argônio ou mercúrio a baixa pressão parede interna revestida com material fluorescente PARTIDA E OPERAÇÃO "starter" e reator. "starter" UERJ – Faculdade de Engenharia – Prof. Luiz Sebastião Costa TIPOS DE LÂMPADA QUANTO À POTÊNCIA 5 W até 215 W 15, 20, 32, 40, 65, 85, 100, 110, e 125 W VIDA MÉDIA 7500 h a 25000 h, ciclos de funcionamento de 3 h RENDIMENTO 64 lm/W a 75 lm/W + consumo do reator 15% UERJ – Faculdade de Engenharia – Prof. Luiz Sebastião Costa EFEITO ESTROBOSCÓPICO fluxo luminoso emitido é proporcional à corrente “flicker” MÉTODOS PARA REDUÇÃO DO EFEITO reatores duplos - com capacitor em série reatores eletrônicos UERJ – Faculdade de Engenharia – Prof. Luiz Sebastião Costa LÂMPADA A VAPOR DE MERCÚRIO tubo de arco em quartzo com argônio e mercúrio PARTIDA E OPERAÇÃO reator para limitar a corrente UERJ – Faculdade de Engenharia – Prof. Luiz Sebastião Costa VIDA MÉDIA 18 000 h - período de 5 h por partida RENDIMENTO 50 lm/W UERJ – Faculdade de Engenharia – Prof. Luiz Sebastião Costa OUTROS TIPOS DE LÂMPADA DE DESCARGA - lâmpadas de multivapores metálicos = 80 lm/W UERJ – Faculdade de Engenharia – Prof. Luiz Sebastião Costa OUTROS TIPOS DE LÂMPADA DE DESCARGA - lâmpadas de luz mista = 25 lm/W - lâmpadas de vapor de sódio = 130 lm/W - lâmpadas de xenônio = 100 lm/W UERJ – Faculdade de Engenharia – Prof. Luiz Sebastião Costa LUMINÁRIAS funções principais modificar a distribuição do fluxo luminoso diminuir o ofuscamento da fonte de luz proteger a fonte de luz permitir a conexão elétrica - DECORAÇÃO UERJ – Faculdade de Engenharia – Prof. Luiz Sebastião Costa Classificação pela distribuição luminosa Direta - muita sombra - maior rendimento Semi-direta - sombra atenuada - acolhedor Difusa - iluminação mais homogênia Semi-indireta - sombras atenuadas Indireta - sem sombras - baixo rendimento UERJ – Faculdade de Engenharia – Prof. Luiz Sebastião Costa CÁLCULO DA ILUMINAÇÃO MÉTODOS DE CÁLCULO - Método da carga mínima - Método do ponto a ponto - Método do fluxo luminoso: a) processo simplificado b) das cavidades zonais MÉTODO DO FLUXO LUMINOSO escritórios, estabelecimentos comerciais e industriais, ruas, etc; ou mesmo residências Processo Simplificado S.E = ------.d [lumens] onde: = fluxo luminoso total [lumens] E = nível de iluminamento [lux] S = área do plano de trabalho [m²] = coeficiente de utilização d = fator de depreciação ou de manutenção Nível de iluminamento - E - Função da utilização do local - Norma NBR-5413 UERJ – Faculdade de Engenharia – Prof. Luiz Sebastião Costa COEFICIENTE DE UTILIZAÇÃO ( ) é a relação entre o fluxo luminoso que incide no plano de trabalho (fluxo útil) e o fluxo total emitido pelas luminárias. depende do tipo de luminária, das dimensões do local e da refletância do teto e paredes 1o determinar o índice do local (I) 2o verificar refletância do teto e paredes 3o determinar Coeficiente de Utilização () UERJ – Faculdade de Engenharia – Prof. Luiz Sebastião Costa Fator de depreciação ou manutenção - d relaciona o fluxo luminoso que ilumina o plano de trabalho na época de manutenção da instalação e o fluxo luminoso no início da operação depende: - modificação da refletância da luminária e das paredes devido ao envelhecimento - acúmulo de poeira - diminuição do fluxo da lâmpada com o uso d - fator de depreciação devido à luminária UERJ – Faculdade de Engenharia – Prof. Luiz Sebastião Costa NÚMERO DE LUMINÁRIAS n = ---- onde: n = nº de luminárias = fluxo luminoso total (lumens) = fluxo luminoso da(s) lâmpada(s) da luminária [lumens] UERJ – Faculdade de Engenharia – Prof. Luiz Sebastião Costa Distribuição das Luminárias iluminamento uniformemente distribuído mínimo = 1/10 ou 1/5 do valor máximo Disposição típica de montagem L L/2 verificar se L e d não ultrapassam o espaçamento máximo recomendado UERJ – Faculdade de Engenharia – Prof. Luiz Sebastião Costa Ofuscamento evitar o uso de fonte de grande potência colocada a baixa altura colocar fontes de luz a uma altura tal que: utilizar luminárias com vidros difusores, colméias ou grades UERJ – Faculdade de Engenharia – Prof. Luiz Sebastião Costa Bibliografia Instalações Elétricas A. J. Macintyre / Júlio Niskier – 5a Edição Instalações Elétricas – Hélio Creder – 15a Edição Iluminação e Fotometria – Vinícius da A. Moreira IES Lighting Handbook – Illuminating Eng. Society UERJ – Faculdade de Engenharia – Prof. Luiz Sebastião Costa
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