Luminotécnica Prof. Vilmair E. Wirmond 2015

Objetivos do Módulo Breve histórico Classificação de Lâmpadas Conceitos fundamentais da luminotécnica Métodos de projeto Exercícios de aplicação Professor, Palestrante: Divisão, Departamento, Seção Slide: 00/00

Histórico da Iluminação 1854 – Heinrich Goebel constrói a primeira lâmpada incandescente, empregando um filamento de carvão dentro de um bulbo de vidro, acionada por pilhas primitivas. Seu trabalho não teve continuidade. 1878 – Sir Joseph Wilson Swan apresenta uma nova lâmpada incandescente por ele construída. Era semelhante à lâmpada de Goebel e teve o mesmo destino. 1879 – Thomas Edison realiza uma série de experiências com lâmpadas incandescentes, optando também pelo filamento de carvão. Obteve o registro do invento e foi a primeira lâmpada a ser fabricada em escala industrial.

A lâmpada de Edison

Histórico da Iluminação 1898- Auer von Welsbach consegue substituir o filamento de carvão pelo filamento metálico(Ósmio), aperfeiçoando com essa inovação a lâmpada. Esse modelo já se assemelha à lâmpada de hoje. 1907 – Substituição do filamento de ósmio por outro de tungstênio 1913 – Outro grande melhoramento técnico foi a fabricação do filamento em forma de espiral obtendo-se com isso notável evolução do rendimento luminoso. A partir de então, outras melhorias foram introduzidas, como a introdução do nitrogênio depois argônio e por fim o criptônio para aumentar a vida da lâmpada. Jean Picard e Jean Bernoulli demonstraram que a agitação do mercúrio era capaz de produzir luminosidade. 1901 – Lâmpada vapor de mercúrio se torna comercial(Arons) Ver vídeo :A Guerra Elétrica - A Disputa entre Edison, Westinghouse e Tesla Disponível em https://www.youtube.com/watch?v=vewg4uviZAw

Lâmpadas Incandescentes Lâmpadas incandescentes uso geral – bulbo branco difuso ou leitoso Acima de 75W – banidas em junho de 2014. De 25W a 75W banidas em junho de 2015. 2. Lâmpadas incandescentes específicas – usadas em locais sujeitas à vibrações, umidade, temperatura específicas. Ex.: Lâmpadas usadas em máquinas rotativas, em fornos, em geladeiras, em navios ou aparelhos que utilizam extra-baixa tensão- 6V ou 12V. 3. Lâmpadas incandescentes decorativas- Iluminação que destaca determinado produto ou ambiente. Ex.: lâmpadas utilizadas em lustres de cristal, abajures, candelabros, etc

Lâmpadas Incandescentes Lâmpadas incandescentes refletoras/defletoras ou espelhadas– Alto rendimento, facho concentrado e dirigido. Aplicadas em vitrines, exposições, lojas, feiras, residencias,museus, hotéis, palcos de teatros, etc.

Lâmpadas Incandescentes Lâmpadas Halógenas – Fazem parte da família das lâmpadas incandescentes, e podem ser encontradas em dois formatos: “palito” ou “lapiseira” e, Com refletor dicróico, Utilizam gás da família dos halogênios: cloro, bromo, flúor, iodo. Semelhante a incandescente comum, mas os gases halógenos tem a propriedade de recuperar o filamento.

Lâmpadas Incandescentes Lâmpadas Infravermelha–Tem como característica fundamental emitir uma radiação que se encontra na faixa de ondas curtas da radiação infravermelha, cujo comprimento de onda varia de 780 a 1400nm. Alto coeficiente de reflexão, graças ao espelhamento interno, Alto rendimento, devido qualidade do vidro e espelho, Aplicações em indústrias gráficas e automobilísticas na secagem de tintas, Usadas também em aplicações para aquecer o ambiente.

Lâmpadas de Descarga Diversos tipos: Fluorescente, Luz mista Vapor de mercúrio Lâmpada de néon, Vapor metálico Multivapor metálico Vapor de sódio

  Fadiga Visual Desconforto Dor de Cabeça Ofuscamento Por que estudar a ILUMINAÇÃO nos ambientes?   Iluminação inadequada Fadiga Visual Desconforto Dor de Cabeça Ofuscamento Redução da Eficiência Visual Acidentes Boa Iluminação Aumenta a produtividade Gera um ambiente agradável Salva vidas Responsabilidade: Projetistas Administradores Autoridades

Luz e visão A luz que vemos está entre 380 e 770nm e é apenas um pequeno conjunto do espectro total.

Curva internacional de luminosidade espectral relativa Visão Fotópica(diurna)- maior acuidade visual em torno de 555nm ou amarelo-esverdeado. Visão Noturna (escotópica) – maior acuidade visual em torno de 480nm ou azul esverdeado.

Cores e Sensações A cor exerce influência decisiva nos olhos dos seres humanos, afeta a atividade muscular, mental e nervosa. A combinação das cores afeta o psicológico e pode tornar um ponto importante no interesse do público: Branco – Frieza, higiene, neutralidade, Verde – Calma, repouso, natureza, Azul – Frieza Cores Frias – Frescor, Frieza Amarelo – Atividade, nervosismo, impacto Vermelho –Calor, estimulante, excitação Cores quentes – Alegria, ambientes acolhedores e estimulantes. Preto – Inquietude, tensão.

Índice de reprodução de cores (IRC) Pretende mensurar a percepção de cor avaliada pelo cérebro na comparação com uma série de padrões, no total de 8, sob diferentes sistemas de iluminação. O IRC é obtido comparando-se os padrões iluminados pela lâmpada adotada com uma fonte de referência, denominada radiador integral. A lâmpada que apresenta o melhor desempenho é a lâmpada incandescente com IRC aproximado de 100. A percepção varia de pessoa para pessoa. IRC >80 – boa reprodução de cores. 60<IRC<80 – Reprodução de cores razoável Padrão para avaliação de IRC

IRC

FLUXO LUMINOSO É a potência de radiação total emitida por uma fonte de luz, ou é a potência de energia luminosa de uma fonte percebida pelo olho humano. O lúmen pode ser definido como o fluxo luminoso emitido segundo um ângulo sólido de um esterradiano, por uma fonte puntiforme de intensidade invariável em todas as direções e igual a 1 candela. As lâmpadas conforme seu tipo e potência apresentam fluxos luminosos diversos: - lâmpada incandescente de 100 W: 1000 lm; - lâmpada fluorescente de 40 W: 1700 a 3250 lm; - lâmpada vapor de mercúrio 250W: 12.700 lm; - lâmpada multi-vapor metálico de 250W: 17.000 lm

INTENSIDADE LUMINOSA: ( I ) É definida como a concentração de luz em uma direção específica, radiada por segundo. Para melhor se entender a intensidade luminosa, é importante o conceito da curva de distribuição luminosa. CURVA DE DISTRIBUIÇÃO LUMINOSA: trata-se de um diagrama polar no qual se considera a lâmpada ou luminária reduzida a um ponto no centro do diagrama e se representa a intensidade luminosa nas várias direções por vetores.

ILUMINÂNCIA OU ILUMINAMENTO (E): Densidade de fluxo luminoso sobre a superfície que a luz incide, ou seja, é a relação entre o fluxo luminoso incidente e a área em que ele incide. Também conhecido como aclaramento, nível de iluminamento ou nível de iluminação. A unidade de medida é o lux. EXEMPLOS 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. O lux pode ser considerado a unidade mais importante para um projeto de iluminação artificial, pois é a partir do nível de iluminamento que o projeto é definido.

LUMINÂNCIA É um dos conceitos mais abstratos que a luminotécnica apresenta. Representa o que enxergamos de iluminação em um determinado objeto. Através dela podemos perceber nuances entre claros e escuro.Por exemplo o contraste das letras numa página branca. Define-se luminância como a razão entre a intensidade luminosa incidente e a superfície aparentemente vista pelo olho em determinada direção.

EFICIÊNCIA LUMINOSA ou RENDIMENTO É a relação entre o fluxo luminoso(em lúmens) emitido por uma lâmpada e a potência elétrica desta lâmpada(em watts). - lâmpada incandescente de 100W: 10 lm/W - lâmpada fluorescente de 40 W: 42,5 lm/W a 81,5 lm/W. - lâmpada vapor de mercúrio de 250W: 50 lm/W

Reatores Partida, Limitação de corrente de partida, F.P. Convencionais e Eletrônicos (fluorescentes), Starters

Softwares Livros Como criar em iluminação. Belo Horizonte: Gutenberg, Lumisoft: http://www.lumicenteriluminacao.com.br/pt/tecnologia/lumisoft Dialux: http://www.dial.de/DIAL/en/dialux-international- download/portugues.html Dialux EVO: http://www.dial.de/DIAL/en/dialux-international- download/portugues.html Relux: http://www.relux.biz/ Livros Como criar em iluminação. Belo Horizonte: Gutenberg, Iluminação & fotometria :   teoria e aplicação /   Vinícius de Araújo Moreira Iluminação :   simplificando o projeto /   Mauri Luiz da Silva. Iluminação e arquitetura /   Nelsonn Solano Vieira, Joana carla Soares Gonçalves Iluminação externa :   cálculo e realização : estradas, campos esportivos, edifícios, jardins /   Vittorio Re; tradução Agatha M. Auersperg

Iluminação Interna Índices de iluminamento de interiores A Norma Brasileira NBR 5413/92 apresenta uma tabela com valores dos índices de iluminamento requeridos para cada grupo A, B e C de tarefas visuais mais comuns. Na referida Norma, o índice de iluminamento tem a designação de iluminância e é expresso, também, em lux. Conforme a tabela abaixo: Seleção da iluminância:

Método Philips Fator de reflexão Fator de utilização (Fu) O fator Fu, sempre menor que 1, denomina-se coeficiente de utilização ou fator de utilização e é a razão entre o fluxo utilizado e o fluxo luminoso emitido pelas lâmpadas. Fator de depreciação (Fd) O fator de depreciação pode ser determinado em função da tabela abaixo para o método Philips. Fator de reflexão

Método Philips Índice do local (K) O índice do local é calculado de acordo com a fórmula seguinte: Onde, L – largura do local, C – comprimento do local, A – altura de montagem Cálculo do fluxo luminoso Número de luminárias

Método Lumicenter Fator de depreciação (Fd) Fd = 0,85 Índice do ambiente (RCR) H – altura do ambiente; L – largura do ambiente; C – comprimento do ambiente; Refletância do ambiente:

Método Lumicenter Cálculo do fluxo luminoso (Ø) O fluxo luminoso total a ser determinado para o ambiente é dado pela seguinte equação: Número de luminárias Para obter o número n de luminárias, basta dividir o fluxo total necessário (Ø), pelo fluxo de cada luminária (j ) (igual ao produto do fluxo de uma lâmpada pelo número de lâmpadas em cada luminária ou aparelho). Então: