ENGENHARIA ELÉTRICA - UTFPR

Ministério da Educação Universidade Tecnológica Federal do Paraná

Campus de Cornélio Procópio

ENGENHARIA ELÉTRICA

DISCIPLINA: ENGENHARIA DE ILUMINAÇÃO

LUMINOTÉCNICA E LÂMPADAS ELÉTRICAS

Prof. Me. Marco Antonio Ferreira Finocchio

CORNÉLIO PROCÓPIO - NOVEMBRO 2010

Universidade Tecnológica Federal do Paraná – Campus Cornélio Procópio

Engenharia Elétrica – Engenharia de Iluminação


2

ENGENHARIA DE ILUMINAÇÃO

NOTA DO PROFESSOR

Esta apostila é um material de apoio didático utilizado nas aulas de Engenharia de

Iluminação no Curso de Engenharia Elétrica da Universidade Tecnológica Federal do Paraná

(UTFPR), Campus de Cornélio Procópio.

Este material não tem a pretensão de esgotar, tampouco inovar o tratamento do

conteúdo aqui abordado, mas, simplesmente, facilitar a dinâmica de aula, com expressivo

ganho de tempo e de compreensão do assunto por parte dos alunos. A complementação da

disciplina ocorrerá através de exemplificações, notas de aula, trabalhos e discussões.

Este trabalho é um copilado de várias fontes com base nas referências,

devidamente citadas na bibliografia, nos apontamentos de aula e nos estudos do autor na

abordagem do assunto. Esta experiência é baseada no prazer de ensinar e orientar a quem esta

disposto e tenha vontade de aprender. Em se tratando de um material didático elaborado em

uma Instituição Pública de Ensino, é permitida a reprodução do texto, desde que devidamente

citada a fonte.

Quaisquer contribuições e críticas construtivas a este trabalho serão bem-vindas.

“Lauda parce et vitupera parcius”.

Louva com moderação e censura com mais moderação ainda.

“In nomine XPI vicas semper”.

Em nome de Cristo vencerás sempre.

Prof. Marco Antonio Ferreira Finocchio

[email protected]




3

Sumário

1. Introdução 04

2. Fundamentos de Luminotécnica 04

2.1. Definições Grandezas Fotométricas 05

2.2. Lâmpadas e Equipamentos Auxiliares 08

2.3. Fatores de Performance 10

3. Lâmpadas 12

3.1. Introdução 12

3.2. Lâmpadas incandescentes 13

3.3. Lâmpadas à descarga 15

3.3.1. Lâmpadas à descarga de baixa pressão 15

3.3.2. Lâmpadas à descarga de alta pressão 16

3.3.3 Lâmpadas especiais 20

4. Projeto de iluminação 22

4.1. Métodos de cálculo 23

4.1.1. Método dos lúmens 23

4.1.2. Método ponto à ponto 27

4.2. Exemplos de cálculo de iluminação 29

Exercícios Propostos 32

Anexo 33

Anexo I – NBR 5413:1992 - Iluminância de interiores 33

Anexo II – Tipos de luminárias e curvas CDL (LUMINE) 33

Anexo III – Eficiência aproximada de luminárias 33

Anexo IV – Tabela de eficiência do recinto 34

Anexo V – Tipo de luminária x Fator de depreciação 37

Anexo VI – Luminária Philips TCS 029 38

Referências bibliográficas 40




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1. Introdução

As mais importantes grandezas luminotécnicas serão apresentadas nesta apostila. A calorimetria será

abordada somente para compreensão dos conceitos de Temperatura de Cor (TC) e Índice de

Reprodução de Cor (IRC).

Posteriormente são apresentados os principais tipos de lâmpadas disponíveis atualmente: no mercado.

O principal objetivo é mostrar a complexidade relacionada à comparação entre as diferentes

lâmpadas, a qual envolve diversas grandezas tais como eficiência luminosa, reprodução de cores

(RC), custo de investimento e operacional para cada tipo de lâmpadas.

Os principais aspectos relativos ao projeto de iluminação, no qual são estabelecidos o tipo e o número

de lâmpadas e luminárias necessárias para obter uma iluminação mais apropriada segundo sua

aplicação. Por fim são abordados métodos utilizados em projetos de iluminação, como o Método dos

Lumens e o Método Ponto a Ponto.

2. Fundamentos de Luminotécnica

Toda fonte de radiação irradia ondas eletromagnéticas. Estas apresentam diferentes comprimentos de

onda, porém nossa visão é sensível apenas à faixa entre 380nm a 780nm. Sendo a luz uma radiação

eletromagnética capaz de produzir uma sensação visual. A sensibilidade visual para a luz varia com o

comprimento de onda da radiação, e também com a luminosidade. A curva de sensibilidade do olho

humano demonstra que radiações de menor comprimento de onda produzem maior intensidade de

sensação luminosa quando há pouca luz (como no entardecer, noite e amanhecer), enquanto as

radiações com maior comprimento de onda se comportam ao contrário.

Fig. 2.1. Sensibilidade visual do olho humano.

Quanto à luz e a visão observa-se que com mais de 3cd/m², a visão é nítida e detalhada com excelente

distribuição de cores, esta é a chamada visão fotópica. Mas para níveis inferiores a 0,25cd/m² a

sensação de cores desaparece, é a visão escotópica (noturna).

A Curva Internacional de luminosidade Relativa mostra que para visão fotópica a maior acuidade

visual encontra-se em 555nm, e na visão escotópica este pico de acuidade está em 480nm Figura 2.2.

Figura 2.2. Comportamento da curva de sensibilidade do olho humano (radiações mocromáticas).




5

As radiações infravermelhas são invisíveis ao olho humano possuindo um comprimento situado na

faixa de aproximadamente 760nm a 10.000nm. Apresentando ainda um grande efeito térmico pelas

radiações geradas por cargas resistivas ou lâmpadas incandescentes especiais. As radiações

infravermelhas são utilizadas na Medicina no tratamento de luxações, na secagem de grãos, na

indústria da secagem de tintas, para ativar circulação, na secagem de motores e transformadores.

As radiações ultravioletas (UV) apresentam elevada ação química e pela excitação da fluorescência

de diversas substâncias. Tal radiação se divide em:

UVA: Ultravioleta próximo ou luz negra (315 a 400nm)

UVB: Ultravioleta intermediário (280 a 315nm)

UVC: Ultravioleta remoto ou germicida (100 a 280nm).

A UVA são as radiações ultravioletas oriundas da luz solar, podendo ser produzida artificialmente

por uma descarga elétrica de uma lâmpada vapor de mercúrio em alta pressão (LVMAP). Esta

radiação compõe a maior parte do espectro ultravioleta (tipo A, B e C) e possuem intensidade constante

durante todo o ano, atingindo a pele praticamente da mesma forma durante o inverno ou o verão. Sua

intensidade também não varia muito ao longo do dia, sendo pouco maior entre 10 e 16 horas que nos outros

horários do dia. Têm comprimento de onda entre 320 a 400nm (a luz visível vai de 400 a 700nm) e não são

absorvidos pelo vidro. Penetram profundamente na pele (vide figura acima), sendo o principal responsável

pelo fotoenvelhecimento. Tem importante participação nas fotoalergias e também predispõe o indivíduo ao

surgimento do câncer de pele.

Figura 2.3. Poder de penetração da radiação UV

A radiação UVB têm comprimento de onda entre 290 e 320nm, penetram superficialmente na pele e são

absorvidos pelo vidro das janelas. Sua incidência aumenta muito durante o verão, especialmente nos

horários entre 10 e 16 horas, quando a intensidade dos raios atinge o seu máximo. São os responsáveis pelas

queimaduras solares e pelo câncer de pele. Estes raios são utilizados unicamente para fins terapêuticos.

São também gerados artificialmente por uma descarga elétrica no vapor de mercúrio em alta pressão.

A radiação UVC afeta a visão humana, gerando irritação nos olhos. É absorvida quase totalmente

pelo vidro comum, que atua como filtro, por isto as lâmpadas germicidas tem bulbos de quartzo.

2.1 Definições e Grandezas Fotométricas

Aqui serão apresentadas as principais grandezas de interesse em luminotécnica. Como ciência a

luminotécnica se preocupa com o estudo das técnicas das fontes de luz artificiais. Assim, para

realizar um estudo de lâmpadas em um local ambiente, pensa-se em realizar fazer um estudo

luminotécnico. As principais grandezas são:

Luz

É o aspecto da energia radiante que um observador humano constata pela sensação visual, determinado

pelo estímulo da retina ocular. A faixa de radiação percebível pelo olho humano fica entre os

comprimentos de onda 3.800 a 7.600 Å (angstroms).




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Cor

A cor da luz é determinada pelo comprimento de onda. A luz violeta é a de menor comprimento de onda

visível do espectro. A luz vermelha é a de maior comprimento de onda visível. O amarelo é a cor que dá

maior sensibilidade visual.

Quantidade de Luz: [lm/s]

É a quantidade de luz, durante 1 segundo, de um fluxo uniforme e igual a 1lm.

Emitância Luminosa: [lm/m2]

É a emitância luminosa de um fonte superficial que emite o fluxo de 1lm por m’’ de área.

Intensidade Luminosa: I [cd] candela (que significa vela em latim)

É definida como a intensidade luminosa baseada na luminância do corpo negro na temperatura de

solidificação da platina.

Curva de Distribuição Luminosa: CDL [cd] candela

É a maneira pela qual os fabricantes de luminárias representam a distribuição da intensidade luminosa

nas diferentes direções. Ou seja é intensidade luminosa em todos os ângulos em que ela é direcionada no

plano. Geralmente os valores das curvas, são referidas a 1000lm. Sendo assim, é necessário multiplicar

o valor encontrado na CDL pelo φ da lâmpada e dividir o resultado por 1000lm. A curva CDL

normalmente faz parte dos catálogos dos fabricantes de lâmpadas e iluminarias.

Fluxo radiante ou fluxo energético: P [W]

É a potência transportada por todo o espectro presente no feixe de energia, tendo como unidade o

watt (W).

Fluxo Luminoso: [lm] lúmen

O fluxo luminoso que uma fonte de uma vela colocada no centro de uma esfera de 1m de raio irradia

através de uma abertura de 1m’’ na sua superfície. É a potência de energia luminosa emitida por uma

fonte percebida pelo olho humano.

Um lúmen é a energia luminosa irradiada por uma candela sobre uma superfície esférica de 1m2 e raio

é de 1m. Portanto, o fluxo luminoso originado por uma candela é igual à superfície da esfera unitária

de raio (r = 1m). = 4.r2 = 12,57lm

Eficiência Luminosa: [lm/W]

É a eficiência luminosa de uma fonte que dissipa 1W para cada lúmen emitido. Ou ainda o

rendimento de uma fonte luminosa é fornecida pela relação entre o fluxo luminoso emitido (em

lumens) e a potência consumida (em watts).




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Iluminância (Iluminamento): E [lx] lux

É o fluxo recebido por metro quadrado em uma superfície.

É a quantidade de luz dentro de um ambiente, e pode ser medida com o auxílio de um luxímetro.

AE

Valores típicos de iluminância:

Dia ensolarado de verão em local aberto = 100.000lux

Dia encoberto de verão = 20.000lux

Dia escuro de inverno = 3.000lux

Boa iluminação de rua = 20 a 40lux

Noite de lua cheia = 0,25lux

Luz de estrelas = 0,01lux.

Luminância: L [cd/m2]

É a luminância, em uma determinada direção, de uma fonte de área emissiva igual a 1m’’, com

intensidade luminosa, na mesma direção de 1 candela. É por este mecanismo que nós homem vemos.

Antigamente se chamava de brilhança, significando que a luminância era brilho. Mas na realidade a

luminância é uma estímulo visual, enquanto que o brilho é a resposta visual a luminância é quantitativa

e o brilho é sensitivo. É a diferença entre zonas claras e escuras que permite que se contemple uma

escultura; que se contemple um dia de sol.

A luminância depende do nível de iluminância quanto da reflexão das superfícies. Sendo

representada por:

cos.A

IL

Sendo:

L: Luminância, em cd/m²

I: Intensidade Luminosa, em cd

A: área projetada, em m²

: ângulo considerado, em graus.

Devido à dificuldade de se medir Intensidade Luminosa oriunda de um corpo não radiante (por

reflexão), utiliza-se à equação abaixo:

E

: Refletância ou Coeficiente de Reflexão

E: Iluminância sobre essa superfície




8

2.2 Lâmpadas e Equipamentos Auxiliares

Vida Útil da Lâmpada: L

É a média aritmética do tempo de duração de cada lâmpada testada em horas. Comparadas às

lâmpadas incandescentes, as lâmpadas de descarga apresentam vida média maior longa.

Figura 2.4. Vida útil dos principais tipos de lâmpadas

Temperatura de Cor: T [K ]

Tradicionalmente pode-se classificar as cores em frias (azul, verde, violeta) e quentes (amarelo,

laranja, vermelho). Cada cor está associada a sensações despertadas.

Já a temperatura de cor de uma lâmpada, dada em Kelvin, procura padronizar a sensação de

tonalidade de cor de diversos tipos de lâmpadas.

Para isto é realizada uma comparação entre a luz emitida pela lâmpada e a luz emitida por um corpo

de prova metálico padrão quando aquecido.

Figura 2.5. Energia espectral dos radiadores integrais segundo a lei de Planck

A figura acima permite observar que quanto maior for a temperatura, maior será a energia produzida,

sendo que a cor da luz está diretamente relacionada com a temperatura de trabalho (mais fria quanto

maior for a temperatura).




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Um aspecto importante é que a temperatura da cor não pode ser empregada isoladamente e sim em

conjunto com o IRC, mas independentemente deste aspecto, se aceita que cores quentes vão até

3.000K, as cores neutras situam-se entre 3.000 e 4.000K e as cores frias acima deste último valor.

Figura 2.6. Tonalidade de Cor e Reprodução de Cores

Reprodução de Cores (Índice de Reprodução de Cores): IRC ou Ra [Unidade: R]

O IRC pretende medir a percepção de cor avaliada pelo cérebro na comparação com um série

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. Exemplos de IRC típicos de lâmpadas nos catálogos de

fabricantes:

Lâmpada IRC

Incandescente 100

Fluorescente 60

Vapor de Mercúrio 55

Vapor Metálico 70

Vapor de Sódio A.P 30

Vapor de Sódio B.P 0

Fator de Fluxo Luminoso: BF [%]

A grande parte das lâmpadas de descarga funcionam associadas a reatores. Assim, o fluxo luminoso

total vai depender da performance do reator. Esta performance é o fluxo luminoso (fator do reator)

podendo se expresso por:




10

NOMINALLUMINOSO

OBTIDOLUMINOSOBF.

.

2.3 Fatores de Performace

Como as lâmpadas são instaladas em luminárias, o φfinal é menor que o emitido pela lâmpada, graças

à transmissão, reflexão e absorção da luz pelos materiais com que são construídos.

O Fluxo Luminoso emitido pela luminária é medido pela eficiência da luminária. Isto é, o Fluxo

Luminoso da luminária em serviço dividido pelo φlâmpada.

Eficiência de luminária: L

A Razão do Fluxo Luminoso emitido por uma luminária, medido em condições práticas

especificadas, para a soma dos fluxos individuais das lâmpadas funcionando fora da luminária em

condições específicas. Esse valor é mostrado pelos fabricantes de luminárias. Isto vai depender das

condições do local onde a luminária será instalada, o fluxo luminoso que ela emite poderá se

propagar mais facilmente, vai depender da absorção e reflexão dos materiais, bem como da trajetória

que percorrerá até atingir o plano de trabalho. Essa condição de maior ou menor adequação é aferida

pela eficiência do local.

Eficiência do Local: R

O valor da eficiência do recinto é dado nos catálogos de fabricantes que relaciona os valores dos

coeficientes de reflexão do teto, paredes e piso, com a Curva de Distribuição Luminosa da luminária

utilizada e o Índice do Local.

Índice do Local: K

O Índice do Local depende das dimensões do local, dada por:

Para iluminação indireta

)'.(.2

..3

bah

baK

Para iluminação direta

)(

.

bah

baK

Sendo:

a: comprimento do recinto

b: largura do recinto

h: pé-direito útil

h’ = distância do teto ao plano de trabalho

Pé-direito útil é o valor do pé-direito total do local (H) ou seja do piso acabado até o teto, descontado

a altura do plano de trabalho (hpl.tr.), menos a altura do pendente da luminária (hpend). Isto é, a

distância real entre a luminária e o plano de trabalho Figura 2.7.




11

Figura 2.7. Representação do pé direito útil (Catálogo Philips)

Como observado anteriormente, o φ emitido por uma lâmpada depende do tipo de luminária e a

configuração do local onde ele se difundirá.

Fator de Utilização (fu)

O φ luminoso final (útil) que atingirá o plano de trabalho é avaliado pelo fu, que vai apontar a

eficiência luminosa do conjunto lâmpada, luminária e local.

O produto da eficiência do local, R (Anexo III, pág. 33) pela eficiência da luminária, L (pág. 33)

nos dá o fator de utilização (fu).

RLuf .

Alguns catálogos de fabricantes fornecem tabelas de fator de utilização direto para suas luminárias.

Apesar de serem semelhantes às tabelas de eficiência do recinto, os valores nelas encontrados não

precisam ser multiplicados pela eficiência da luminária, uma vez que cada tabela é específica para

cada luminária e já considera a perda na emissão do φ luminoso.

Índice de Reflexão

Relação entre o fluxo refletido e o incidente, pode representar também a % de luz refletida por uma

área em relação à luz incidente. Devendo considerar os índices de reflexão do teto, paredes e piso.

Tabela 2.1. Índices de Reflexão

Refletâncias das diversas cores

Branco 75 a 85%

Marfim 63 a 80%

Creme 56 a 72%

Amarelo claro 64 a 75%

Marrom 17 a 41%

Verde claro 50 a 65%

Verde escuro 10 a 22%

Azul claro 50 a 60%




12

Rosa 50 a 58%

Vermelho 10 a 20%

Cinza 40 a 50%

Tabela 2.2. Índices de Reflexão de alguns materiais.

Materiais %

Rocha 60

Tijolos 5...25

Cimento 15...40

Madeira Clara 40

Esmalte Branco 65...75

Vidro Transparente 6...8

Madeira Aglomerada 50...60

Azulejos Brancos 60...75

Madeira Escura 15...20

Gesso 80

Fator de Manutenção (fm)

Com o tempo, paredes e tetos ficam empoeirados e sujos e, com isso, os equipamentos de iluminação

acumulam poeira, fazendo que menos luz seja fornecida por estes equipamentos. Alguns fatores

podem ser eliminados por uma de manutenção periódica. Na prática podem-se adotar os valores de

perda da Tabela 2.3.

Tabela 2.3. Fator de manutenção

AMBENTE

Período de Manutenção

2.500h

5.000h

7.500h LIMPO 0,95 0,91 0,88

NORMAL 0,91 0,85 0,80 SUJO 0,80 0,66 0,57

3. Lâmpadas

3.1 Introdução

As lâmpadas são caracterizadas pela potência elétrica absorvida [W], fluxo luminoso produzido [lm],

temperatura de cor [K] e índice de reprodução de cor (IRC). As lâmpadas são classificadas, segundo

o seu principio de funcionamento. As de filamento tradicional ou halógenas produzem sua luz por

incandescência, como o sol. Já as lâmpadas de descarga utilizam - se do princípio da luminescência,

como os raios. Porém os diodos fazem uso da fotoluminescência a exemplo dos vaga-lumes.

Enquanto, as lâmpadas mistas utilizam-se tanto incandescência quanto da luminescência, e as

fluorescentes fazem uso da luminescência e da fotoluminescência.

Os aspectos eficiência luminosa e vida útil são os mais importantes para a eficiência energética de um

sistema de iluminação artificial. Assumindo grande papel de importância dos projetos de iluminação,

bem como em programas de eficiência energética.




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3.2 Lâmpadas Incandescentes

Produz de energia luminosa a partir da incandescência de um filamento de tungstênio, o material que

mais se adaptou às elevadas temperaturas verificadas no interior das lâmpadas onde existe vácuo ou

um gás inerte (nitrogênio e argônio). As principais partes de uma lâmpada incandescente são: base,

bulbo e filamento. As bases podem ser do tipo rosca (E), pino (T) ou baioneta (B), cada qual com

finalidades específicas. Os bulbos podem ser do tipo globular comum, pêra, parabólico, etc. Há

lâmpadas infravermelhas, germicidas, incandescente espalhadas (comptalux, facho médio, bulbo

prateado, etc.), lâmpadas de luz negra, lâmpadas Quartzo-Halógenas (Dicróicas), etc.

Figura 3.1. Lâmpada Incandescente

As primeiras lâmpadas incandescentes apareceram aproximadamente em 1840 e usavam filamento de

bambu carbonizado no interior de um bulbo de vidro a vácuo. Depois apareceram as lâmpadas com

filamento de carbono. Em 1909, Coolidge aperfeiçoou um método para tornar o tungstênio mais

dúctil e próprio para filamentos uniformes por trefilação. Devido à qualidade de emissão, as

propriedades mecânicas e o alto ponto de fusão (3655K) foram importantes para preferência do

filamento de tungstênio como mais apropriado para fabricação de filamentos desta lâmpada.

As lâmpadas incandescentes são classificadas segundo a sua estrutura interna em convencionais ou

halógenas.

A eficácia luminosa resultante cresce com a potência da lâmpada, variando de 7 a 15lm/W. Estes

valores são relativamente baixos, quando comparados com lâmpadas de descarga com fluxo

luminoso semelhante. No entanto, esta limitação é compensada, pois possui temperatura de cor

agradável, na faixa de 2700K (amarelada) e reprodução de cores 100%.

A resistência específica do tungstênio na temperatura de funcionamento da lâmpada (2800K) é

aproximadamente 15 vezes maior do que à temperatura ambiente (25°C). Portanto, ao ligar uma

lâmpada incandescente, a corrente que circula pelo seu filamento a frio é quinze vezes a corrente

nominal de funcionamento em regime. A temperatura do filamento sobe rapidamente, atingindo

valores elevados em frações de segundo. Ligações muito freqüentes reduzem a vida útil da lâmpada,

porque o filamento não apresenta um diâmetro constante. A corrente de partida causa aquecimento

excessivo e localizado nos pontos onde a seção do filamento apresenta constrições, provocando seu

rompimento. A vida útil de uma lâmpada incandescente é de aproximadamente 1000h.

Quando uma lâmpada incandescente é submetida à sobretensão, a temperatura de seu filamento, sua

eficiência, potência absorvida, fluxo luminoso e corrente crescem, ao passo que sua vida se reduz

drasticamente. As variações podem ser calculadas pelas seguintes expressões empíricas:




14

4,3

min

min

alno

aplicada

alnorealV

V

6,1

min

min

alno

aplicada

alnorealV

VPP

9,1

min

min

alno

aplicada

alnorealV

V

424,0

0

0

V

VTT

1,13

0

0

V

VLL

Sendo

: fluxo luminoso

P: Potência

T: temperatura

: Eficiência da lâmpada

V: tensão

L: tempo de vida.

As lâmpadas halógenas têm o mesmo princípio de funcionamento das lâmpadas incandescentes

convencionais, com a diferença de ter no seu interior a introdução de gases halógenos (iodo ou

bromo) que, se combinam no bulbo com as partículas de tungstênio liberadas do filamento. Isto

somada à corrente térmica dentro da lâmpada, faz com que as partículas se depositem novamente no

filamento, gerando um o ciclo regenerativo do halogênio. Mas, este ciclo só é eficaz para

temperaturas do filamento de 3200K e para uma temperatura da parede do bulbo externo acima de

250°C. O resultado é uma lâmpada com vantagens como:

• Luz mais branca, brilhante e uniforme durante toda a vida;

• Maior eficiência energética (15lm/W a 25lm/W);

• Vida útil mais longa, variando de 2000 a 4000horas;

• Dimensões menores, da ordem de 10 a 100 vezes.

As lâmpadas halógenas emitem mais radiação UV que as lâmpadas incandescentes normais, porém

os níveis são inferiores aos presentes na luz solar, não oferecendo perigo à saúde. Porém, deve-se

evitar a exposição prolongada das partes sensíveis do corpo à luz direta e concentrada.

As lâmpadas refletoras dicroicas apresentam diminuição de volume transformando as lâmpadas

halógenas próprias para iluminação direcionada (em spots), muito utilizada em iluminação

decorativa, mas possuído elevada irradiação térmica. Assim, algumas lâmpadas são dotadas com um

refletor espelhado (dicroico), que serve para refletir a radiação visível e absorve a radiação infrared.

Com este espelho, pode-se diminuir a radiação infravermelha em 70% na, resultando um feixe de luz

mais frio que não vai aquecer o ambiente.

Figura 3.2.– Lâmpada incandescente halógena de 50W com refletor espelhado dicróico




15

3.3 Lâmpadas de Descarga

Baseia-se na condução de corrente elétrica em um meio gasoso, quando em seus eletrodos se forma

uma tensão elevada capaz de vencer a rigidez dielétrica do meio. Os meios gasosos mais utilizados

são o vapor de mercúrio, o argônio ou o vapor de sódio (alta e baixa pressão).

3.3.1 Lâmpadas de Descarga de Baixa Pressão

Existem basicamente dois tipos de lâmpadas comerciais: as lâmpadas de descarga de baixa pressão de

vapor de mercúrio (LVMBP), conhecidas como lâmpadas fluorescentes, e as lâmpadas de descarga

de baixa pressão de vapor de sódio (LVSBP).

Lâmpada Fluorescente Tubular (LFT)

Idealizada na década de 1940 [4,5] e conhecida comercialmente como LFT, este tipo de lâmpada

encontra aplicações em praticamente todos os campos de iluminação. O tubo de descarga, é revestido

internamente por uma camada de pó branco (fósforo).

O fósforo serve para converte radiação, ou seja, absorve um comprimento de onda específico de

radiação UV, gerada pela descarga de vapor de mercúrio a baixa pressão, que emitir luz visível.

Figura 3.3. Estrutura interna e princípio de funcionamento da LFT

Por ter ótimo desempenho, são mais indicadas para iluminação de interiores, como escritórios, lojas,

indústrias. É uma lâmpada que não permite o destaque perfeito das cores, exceto a lâmpada branca

fria ou morna que permite uma razoável visualização do espectro de cores. Em residências podem ser

usadas em cozinhas, banheiros, garagens, etc. Os equipamentos auxiliares das lâmpadas fluorescentes

são o reator e o starter (que encontra-se em desuso).

Os reatores podem ser simples ou duplos, de alto ou baixo fator de potência, e aumentam a carga das

lâmpadas em cerca de 25%.

Os fósforos emitem luz por fluorescência quando expostos à radiação ultravioleta. Nos anos de 1980

desenvolveu-se a família dos trifósforos, que é formada por 3 compostos, cada um com banda de

emissão estreita e centrada nos comprimentos de onda do azul, vermelho e verde. Esta combinação

com uma camada de halofosfato melhorou o índice de reprodução de cores e da eficácia luminosa.

As LFT tubulares são utilizadas para iluminação de interiores em instalações comerciais, industriais e

residenciais. Não apresenta riscos à saúde, porque grande parte da radiação UV emitida na descarga é

absorvida pelo pó fluorescente e pelo vidro do tubo de descarga.

Lâmpada Fluorescente Compacta (LFC)

A LFC surgiu no mercado no início da década de 1980. Estas lâmpadas apresentam alguns detalhes

construtivos que as diferenciam das lâmpadas fluorescentes tubulares convencionais, porém, seu

princípio de funcionamento é idêntico.




16

A Figura 3.4 apresenta uma lâmpada fluorescente com dois tubos independentes, mostrando um de

seus filamentos e o percurso da descarga no interior da lâmpada.

Figura 3.4. Lâmpada fluorescente compacta

O reator poder ser indutivo ou eletrônico.

Lâmpada de Vapor de Sódio de Baixa Pressão (LVSBP)

A energia emitida está em duas linhas próximas de ressonância, com comprimentos de onda de 589,0

e 589,6nm. Como esses comprimentos de onda são próximos da acuidade visual da o qual a vista

humana, elas possuem grande eficiência luminosa.

Tem uma composição espectral, quase monocromática (luz amarela), distorce as cores, o que

impossibilita sua utilização para ambientes internos. Devido a sua alta eficiência luminosa, são

particularmente aplicáveis na iluminação de ruas com pouco trafego de pedestres, túneis e auto-

pistas.

Possui um tubo de descarga interno, em forma de U, que tem gás neônio e 0,5% de argônio em baixa

pressão, para facilitar a partida da lâmpada, e certa quantidade de sódio metálico, que será vaporizado

durante o funcionamento. Nas extremidades encontram-se os eletrodos recobertos com óxidos

emissores de elétrons. A fim de evitar-se a variação do fluxo luminoso com a temperatura ambiente,

o tubo de descarga é encerrado dentro de uma camisa externa, na qual existe vácuo.

Na partida, a descarga elétrica inicia-se no gás neônio (provocando pequena produção de fluxo

luminoso de cor rosa), produzindo uma elevação de temperatura que progressivamente causa a

vaporização do sódio metálico. Em aproximadamente 15min, a lâmpada assume seu funcionamento

normal, produzindo um fluxo luminoso amarelo, característico da descarga no vapor de sódio.

Apresenta uma eficiência luminosa de 100lm/W, e vida de 6000h. Tem também baixo fator de

potência próximo de 0,35, sendo preciso sua correção.

3.3.2 Lâmpadas a Descarga de Alta Pressão (LDAP)

As LDAT, são conhecidas como lâmpadas HID (High Intensity Discharge) utilizam vapores

metálicos (em geral mercúrio e/ou sódio) a pressões da ordem de 1 a 10 atmosferas e operam com

uma densidade de potência de arco da ordem de 20 a 200W/cm. Existem três tipos de lâmpadas

comerciais:

a) lâmpada de vapor de mercúrio de alta pressão (LVMAP);

b) lâmpada de vapor de sódio de alta pressão (LVSAP);

c) lâmpadas de vapores metálicos de alta pressão (LVMetAP).




17

Lâmpada de Vapor de Mercúrio de Alta Pressão (LVMAP)

A LVMAP ou HPM (High Pressure Mercury), é formada por um tubo de descarga transparente, de

dimensões reduzidas inserido em um bulbo de vidro, revestido internamente com uma camada de

fósforo para correção do IRC.

O tempo de partida de uma lâmpada a vapor de mercúrio é de aproximadamente oito minutos,

O tubo de descarga contém vapor de mercúrio à pressão de 2 a 4 atmosferas e argônio a 0,03

atmosferas. O argônio atua como gás de partida, reduzindo a tensão de ignição e gerando calor para

vaporizar o mercúrio. O tubo de descarga é de quartzo para suportar temperaturas superiores a 340°C

e evitar absorção da radiação ultravioleta emitida pela descarga.

O bulbo de vidro transparente, com formato ovóide, contém nitrogênio, formando uma atmosfera

protetora para: reduzir a oxidação de partes metálicas, limitar a intensidade da radiação ultravioleta

que atinge o revestimento de fósforo e melhorar as características de isolação térmica.

A tensão de ignição da lâmpada aumenta com a pressão vapor de mercúrio, ou seja, com a

temperatura do tubo de descarga. Quando se desliga uma lâmpada alimentada por um reator indutivo

convencional, a sua reignição só é possível após 3 a 5 minutos, intervalo de tempo necessário para o

esfriamento da lâmpada e conseqüente queda de pressão.

Figura 3.5. Lâmpada de vapor de mercúrio de alta pressão

Partes:

1. Mola de suporte

2. Bulbo externo Ovóide (vidro)

3. Camada interna de fósforo

4. Fio de entrada/suporte

5. Tubo de descarga de quartzo (Argônio, Mercúrio)

6. Eletrodo Auxiliar

7. Eletrodo Principal

8. Resistor de partida

9. Base de rosca

Aplica-se uma tensão entre os eletrodos auxiliar e principal, forma-se um arco elétrico entre eles que

irá ionizar o argônio e vaporizar o mercúrio.

Após alguns minutos, se estabiliza em sua condição normal de operação.

Luz branca azulada (comprimento de onda amarelo, verde azul)

Reator: para fornecer a tensão na partida e limitar a In de operação




18

Vida Útil: L15000h


1 lâmpada VMAP =22000lm P=400W

Aplicação:

IP

Industrial interna e externa

Iluminação de fachadas de edifícios, monumentos e jardins

Instalação: locais com pé direito 4m para não gerar ofuscamento.

Lâmpada de Luz Mista (LM)

Semelhante a LVMAP, não utiliza reator.

Luz Branca difusa.

Vida Útil: L 6000h


1 lâmpada VMAP =5500lm P=250W

Aplicação: boa reprodução de cores

Vias públicas

Jardins, praças e estacionamentos

Iluminação comercial

Lâmpadas Vapor de Sódio (LVS) - (SON/H)

LVSBP

LVSAP

A Radiação Ultravioleta emitida não atrai insetos.




19

a) LVSBP

Constituição: Forma tubular.

1. Tubo de Descarga: em U gás Argônio e Neônio em baixa pressão para partida e Sódio metálico

que vaporiza.

2. Camisa externa

3. Eletrodos

Funcionamento:

A descarga na partida inicia-se com o gás Neônio que produz um pequeno luminoso de cor rosa e a

elevação da temperatura. O que causa a vaporização do sódio. Após 15min produz um de cor

amarela, devido à descarga do vapor de sódio. Te = 270oC.

Vida Útil: L≥15000 h 200lm/W

Aplicações: fonte de luz monocromática

Limitações a locais onde não é necessária a reprodução de cores.

Autoestradas

Portos

Pátios de manobras

b) LVSAP

Constituição: Forma tubular e ovóide.

Funcionamento:

- Tubo de descarga (1000oC) Xenônio para iniciar a partida. Mercúrio para corrigir a cor. Sódio em

AP. Necessita de tensões altas para a partida. Necessita de ignitor.

- Leva de 3 a 4 minutos para atingir seu brilho (cor branca dourada)


Aplicações: Iluminação externa e interna em indústrias

Limitações a locais onde não é necessária a reprodução de cores.

Vias públicas

Ferrovias




20

Áreas de estacionamentos

Instaladas em locais com pé direito h4m

Lâmpadas a Vapores Metálicos (LVMet)

Formas: Oval e Tubular

Similar a LVMAP

Meio interno aditivo de iodeto como índio, tálio e sódio para melhorar a eficácia e reprodução de

cores.

Necessita de reator e um ignitor podendo ser os mesmos das lâmpadas de sódio.


Aplicações: Ótima reprodução de cores. Limitações a locais onde não é necessária a reprodução de

cores.

Áreas esportivas

Como escolher o tipo de lâmpada adequado

Deve-se saber: Tipo de ambiente, Altura da instalação, Fluxo luminoso, Reprodução de cores,

Ofuscamento, Estética e Custo.

3.3.3 Lâmpadas Especiais

Lâmpadas de Gás Xenônio

Lâmpadas Germicidas

Lâmpadas Antinseto

Lâmpadas Black-light (Luz negra)

Lâmpadas Neón

Lâmpadas para Bronzeamento

Lâmpada Led

a) Lâmpadas de Gás Xenônio

- luz próxima da luz do dia, boa definição de cores

- utiliza projetores de facho estreita

- para pode chegar a 20kW (p/ grandes áreas abertas e alturas elevadas)

- =20 lm/W

- equipamentos auxiliares




21

- flashes eletrônicos e aparelhos estroboscópica (boates)

b) Lâmpadas Germicidas

- alta transmissão de radiação ultravioleta

- letal aos germes e bactérias restritas a esterilização

*Seus raios podem produzir conjuntivite e queimaduras na pela ( evitar a exposição direta)

c) Lâmpadas Antinseto

- luz de cor amarelada

d) Lâmpadas Black-light (luz negra)

- sem correção de cores

- Indústrias químicas e minerais p/ excitação da fluorescência de substâncias minerais, pigmentos e

tintas

- Polícia para reconhecimento de impressões digitais

- boates e casas noturnas

e) Lâmpadas Neón

- o tipo de gás define a cor da luz

- =10 lm/W

- vida útil 25000h

- aplicação em letreiros de anúncios

- transformador de alta reatância que forneçam altas tensões 2kV≤V≤20kV aos eletrodos

f) Lâmpadas de Bronzeamento

- semelhantes as mistas

- produz radiação ultravioleta na faixa espectral de 296,7nm, o que ativa a pigmentação da pele e

causa queimaduras

g) Lâmpadas LED

- vida útil de aproximadamente 80000h

EPC

1) Explique o funcionamento básico da lâmpada de descarga?

2) Qual a função do reator?

3) Como são divididas as lâmpadas de descarga?

4) Quais as diferenças básicas das lâmpadas fluorescentes de catodo quente de cátodo quente pré-

aquecido, de partida rápida e de partida instantânea?

5) Quais as vantagens da lâmpada fluorescente em miniatura para a incandescente comum?

6) O que acontece se instalarmos uma lâmpada a VMAP em um local com pé direito de 2m?




22

7) Qual lâmpada apresenta melhor eficiência luminosa, a fluorescente ou VM?

8) Quais as lâmpadas que necessitam esperar um certo tempo para que ocorra novamente ignição

após terem sido apagadas?

9) Quais as diferenças de uma lâmpada VSBP para uma VSAP?

10) O que facilita a instalação da lâmpada mista quando utilizada na modernização de um ambiente

iluminado com lâmpadas incandescentes?

11) Por que a lâmpada a vapor metálicos é muito utilizada em áreas esportivas?

12) Qual a diferença da lâmpada VMAP e a luz negra?

13) Por que não devemos ficar expostos diretamente à radiação emitida por uma lâmpada germicida?

14) O que define a cor em uma lâmpada neón?

4. Projeto de Iluminação

O projeto de iluminação tem por objetivo estabelecer o melhor sistema de iluminação para uma dada

aplicação. De uma forma geral, o sistema de iluminação deve garantir níveis de iluminamento médio

adequado em função das características do local e da atividade a ser desenvolvida.

Iluminação Interna

Fatores que Influenciam:

• Área do local

• geometria do local

• altura do local

• cores de teto,parede e piso

• lâmpada utilizada

• luminária utilizada

• limpeza e poluição do local

• tempo de manutenção

• tipo de tarefa

• normas abnt e do ministério do trabalho

• idade dos ocupantes

• complexidade da tarefa

• fundo do local de trabalho

Iluminamento médio (EM) em uma dada superfície como:

SEM

Em que:

: é o fluxo luminoso total que atravessa a superfície (lm);

S: é a área da superfície considerada (m2).

A unidade do iluminamento é o lux. É através do iluminamento médio que são fixados os requisitos

de iluminação em função da atividade a ser desenvolvida no posto de trabalho.




23

A curva de distribuição luminosa é um conceito importante em luminotécnica Figura 4.1, já

comentada no capítulo 2. Os valores de intensidade luminosa são fornecidos considerando luminária

equipada com fonte luminosa padrão com fluxo luminoso total de 1000lm. Caso a lâmpada produza

um fluxo diferente, os valores de intensidade luminosa deverão ser corrigidos proporcionalmente.

Tem como ponto chave eliminar o ofuscamento provocado pela iluminação. É o resultado de luz

indesejada no campo visual, e geralmente é causado pela presença de uma ou mais fontes luminosas

excessivamente brilhantes. Causa desconforto, redução da capacidade visual ou ambos. Ofuscamento

direto, devido a uma fonte luminosa situada na mesma ou aproximadamente na mesma direção do

objeto observado. Ofuscamento indireto, devido a uma fonte luminosa situada numa direção diferente

daquela do objeto observado. Ofuscamento por reflexão, produzido por reflexões especulares

provenientes de fontes luminosas, especialmente quando as imagens refletidas aparecem na mesma

ou aproximadamente na mesma direção do objeto observado.

Figura 4.1. Exemplo de curva de distribuição luminosa

4.1 Métodos de Cálculo

4.1.1. Método dos Lumens ou do Fluxo Luminoso

O Método dos Lumens tem por finalidade principal determinar o número de luminárias necessárias

para garantir um valor de iluminamento médio especificado a priori. Ele pode ser resumido nos

passos a seguir.

- Cálculos práticos de Iluminação de fachadas

- Projeto de iluminação considerar:

Nível de iluminamento adequado ao ambiente

Escolha adequada da lâmpada e luminárias e o fator de economia

Reprodução das cores dos objetos

Não gerar desconforto nas pessoas

Harmonia do projeto com o ambiente

Escolha do nível de iluminamento E

Determinar o fator do local K

Escolha das lâmpadas e luminárias

Determinar o fator de utilização η

Determinar o fluxo total T




24

Calcular o número de luminárias

Distribuição das luminárias

Nível de Iluminamento: E (nível médio)

- Conforme atividade visual

- NB-57 da ABNT, NBR 5413 que fornece os valores mínimos, médios e máximos de cada

ambiente válidos até 2013. Foi substituída pela NBR 8995 1.

Fator do Local: K

- Defende das dimensões do local

C: comprimento do local [m]

L: largura do local [m]

h: altura da luminária ao plano de trabalho [m]

Escolha das Lâmpadas e das Luminárias

Adequada iluminação do plano de trabalho

Custo

Manutenção

Estética

Reprodução de cores

Aparência visual e funcionalidade

Fator de Utilização: η

- Depende distribuição de luz e do rendimento da luminária

- Reflexão do teto, paredes, plano de trabalho ou piso e fator de local K

- Para determinar o fator de utilização da luminária escolhida admite-se para K o valor mais

próximo calculado. Avaliando-se as reflexões médias do:

Teto

Paredes

Plano de Trabalho

Pelo Critério: (pode haver variantes)

Branco Claro Médio Escuro

Teto 80% 70% 50% 30%

Parede 50% 30% 10%

Piso 30% 10%

Pegando-se os índices 1, 3, 5 e 7 que são:




25

1-superfície escura 10% de reflexão

3-superfície média 30% de reflexão

5-superfície clara 50% de reflexão

7-superfície branca 70% de reflexão

Depois, monta-se um número de 3 algarismos

1o algarismo reflexão do teto

2o algarismo reflexão das paredes

3o algarismo reflexão do piso

Com está informação entra-se na tabela da luminária escolhida e obtém-se o valor η. (ver tabela da

luminária).

Fluxo Total: T

Iluminância Média

Em: iluminância média (nível de iluminamento) [lux]

S: área do ambiente [m2]

: fator de utilização

d: fator de depreciação

Fator de Depreciação ou Manutenção: d

Na prática manutenção a cada 6 meses.

Ambiente d

Limpo 0,9

Médio 0,8

Sujo 0,6

Número de Luminárias:

T: fluxo total [lm]

L: fluxo da lâmpada [lm]

Distribuição das Luminárias

O espaçamento depende:

Da altura do plano de trabalho (altura útil)

Distribuição da luz




26

Situa-se entre 1 a 1,5 vezes o valor da altura útil em ambas as direções.

Espaçamento até as paredes deve ser a metade desse valor.

Se o número de luminárias der valores incompatíveis com esses limites, os mesmos deverão

ser ajustados para não haver sombras.

O ajuste deve considerar o número de luminárias ou mudança de distribuição.

Tabela 4.1. de Fluxo Luminoso

4.1.2. Método Ponto a Ponto




27

Antes de aplicar este método é importante apresentar duas leis básicas da Luminotécnica, a Lei do

Inverso do Quadrado e a Lei dos Cosenos. A Lei do Inverso do Quadrado diz que o iluminamento

médio diminui com o quadrado da distância à fonte luminosa. Segundo ilustra a Figura 4.2, o mesmo

fluxo luminoso atravessa as superfícies S1 e S2, situadas a distâncias d1 e d2 da fonte luminosa,

respectivamente.

Figura 4.2. Lei do Inverso do Quadrado

Como o ângulo sólido correspondente às duas superfícies é o mesmo, então a relação abaixo é válida:

2

2

2

2

1

2

2

2

1

2

1

.

.

d

d

d

d

S

S

Da definição de intensidade luminosa concluímos que:

I resulta:

22

2

.. ddd

d

d

d

dEdS

d

SI

Em que E(d) indica o iluminamento médio a uma distância genérica d da fonte luminosa.

A equação: 2

d

dd

IE

a expressão matemática da Lei do Inverso do Quadrado.

A Lei dos Cosenos estabelece que se a superfície (plana) considerada não for normal à direção

definida pela intensidade luminosa, o iluminamento médio na superfície será menor que no caso da

superfície ser normal e, ainda, a relação entre ambos os valores é dado pelo coseno do ângulo

formado entre as normais das duas superfícies.




28

Figura 4.3. Lei dos Cosenos

Entre as superfícies S1 e S2 é válida a relação:

cos2

1 S

S

Nestas condições, a relação entre os iluminamentos médios em S1 e S2 é:

cos.

cos

.1

12

2 ES

I

SE

Que é a própria expressão matemática da Lei dos Cosenos.

O Método Ponto a Ponto possibilita calcular, em qualquer ponto do plano de trabalho, o

iluminamento médio causado por uma fonte luminosa localizada em qualquer ponto do local.

Inicialmente considere-se a situação da Figura 4.4. O problema é determinar o iluminamento médio

no plano horizontal no ponto P, causado pela fonte luminosa.

Figura 4.4. Método Ponto a Ponto

A intensidade luminosa I() é dada pela curva fotométrica da luminária, considerada conhecida. O

iluminamento no ponto P, no plano perpendicular à intensidade luminosa, é calculado pela da lei do

inverso do quadrado:




29

2

222cos.

)(

cos

)(

h

I

h

I

D

IEP

No ponto P, o iluminamento no plano horizontal é determinado através a Lei dos Cosenos:

3

2cos.

)(cos.

h

IEE PPH

Por fim, considera-se todas as luminárias do local, o iluminamento total no plano horizontal em P é

determinado através de:

n

i

iPHTOTALPH EE1

__

Onde n indica o número total de luminárias e EPH i é o iluminamento horizontal em P causado pela

luminária i.

Para ter o iluminamento médio do local, aplica-se esta equação a um conjunto adequado de pontos de

verificação e calcula-se finalmente a média aritmética de todos os valores de iluminamento obtidos.

Na prática o iluminamento total num determinado ponto tem contribuição significativa apenas das

luminárias mais próximas ao ponto, sendo que a contribuição das luminárias distantes é muito

pequena por causa da Lei do Inverso do Quadrado. Mas, o cálculo do iluminamento pelo Método

Ponto a Ponto é feito por de programas computacionais, pois o cálculo manual só é viável para casos

simples com poucas luminárias e poucos pontos de cálculo.

4.2 Exemplos de Cálculo de Iluminação

a) Método dos Lumens

Projetar o sistema de iluminação de um escritório com 18m de comprimento, 8m de largura e 3m de

altura (pé direito), com mesas de 0,8metros de altura. As luminárias serão Philips TCS 029, com duas

lâmpadas fluorescentes de 32W, Branca Comfort. O teto está pintado de verde claro, as paredes estão

de azul claro e o chão está revestido com piso na cor marrom. O ambiente é considerado normal com

período de manutenção de 5.000 horas.

(I) aparelho de iluminação:

• Luminária TCS 029

• Duas lâmpadas TLDRS 32/64 – 2.500lm _2 x 2.500 = 5.000lm

(II) da tabela de iluminâncias recomendadas (item 4.2 ou anexo I), adota-se E = 500lx (III) tem-se: l

= 18m b = 9m

hm = 2,2m (luminária no teto e mesas a 0,8m).

da expressão

7,2)918.(2,2

9.18

).(

.

LBH

LBK

M

(IV) consultando a tabela (catálogo da luminária) de fator de utilização “Fu” para esta luminária, com

K = 2,5 e considerando para o local uma refletância 511 (50% teto, 10% parede, 10% piso), obtém-se

Fu = 0,53;




30

(V) da tabela de fator de depreciação “Fd” (item 2.3), considerando ambiente normal e manutenção a

cada 5.000h, obtém-se Fd = 0,85;

(VI) da expressão

lmFF

SE

du

17980085,0.53,0

)9.18.(500

.

.

(VII) da expressão

áriasluNL

L min365000

179800

(VIII) distribuição de luminárias:

b) Método Ponto a Ponto

Exemplo orientativo para leitura das curvas de distribuição luminosa (CDL), cálculo da intensidade

luminosa nos diferentes pontos e a respectiva iluminância Figura 4.5.

Consultando a luminária, cuja CDL é representada na Figura 4.6 e supondo-se que esta luminária é

equipada com 2 lâmpadas fluorescentes LUMILUX® 36W/21 Figura 4.7, qual será a Iluminância

incidida num ponto a 30º de inclinação do eixo longitudinal da luminária, que se encontra a uma

altura de 2,00m do plano do ponto?




31

LUMILUX® 36W/21

= 3350lm

Luminária para 2x LUMILUX® 36W/21

n=2

Na CDL, lê-se que:

I30° = 340cd

Como este valor refere-se a 1000 lm, tem-se que:

cdI 2278)3350.2.(1000

340030

Seguindo-se a fórmula

ah

IE 3

2cos.

03

2

30 30cos.0

h

IE lxE 37065,0.

4

22782

Exercícios Propostos

01) Determinar o número de lâmpadas e de luminárias para iluminar uma fábrica de móveis de

25x50x4m, cujo nível de iluminamento necessário é de 500lux. O teto e as paredes são claros. O

período previsto para manutenção do sistema de iluminação é de 5000horas. O afastamento máximo

entre luminárias é 0,9.pé direito. Mostre a disposição das luminárias no prédio.

02) Um prédio industrial precisa ser iluminado, nele se fabricam equipamentos muito volumosos. A

indústria está instalada num prédio com as seguintes características:

- pé direito: 8m;

- bancada de trabalho: 65cm,

- largura do prédio: 21m;

- comprimento do prédio: 84m;

- paredes de tijolo a vista

- teto de concreto




32

No processo produtivo a indústria necessita de um nível de iluminamento de 600lux, e não pode ter

reprodução de cores parcial. Determine o número de lâmpadas e de luminárias a serem instaladas

neste prédio e represente a disposição das luminárias na planta baixa. O afastamento máximo entre

luminárias é igual a 0,95xpé direito, e a altura de montagem não pode ser inferior a 6,5m.

03) Se você fosse indagado sobre o tipo de iluminação mais adequado para iluminar os ambientes

relacionados abaixo, qual(ais) o(s) tipo(s) de lâmpadas que você indicaria . Justifique sua resposta.

a) escritório

b) residência

c) indústria de borracha com pé direito de 7m

d) loteamento residencial (iluminação pública)

e) quadra de esportes

4) Um galpão industrial é iluminado através de lâmpadas a vapor de mercúrio de 400W, com fluxo

luminoso inicial de 20.500 lumens. Calcular o iluminamento num ponto P na horizontal iluminado

por 4 refletores A, B, C e D, conforme figura abaixo.

Nota: O pé útil é de 3m.




33

Anexos:

I - NBR 5413:1992 - Iluminâncias de interiores

II – Tipos de luminárias e curvas CDL (LUMINE)

III – Eficiência aproximada de luminárias

IV – Tabela de eficiência de recinto

V – Tipo de luminária x Fator de depreciação

VI – Luminária Philips TCS 029

Anexo I - NBR 5413:1992 - Iluminâncias de interiores (Solicitar ao Professor)

Anexo II –Tipos de Luminárias e curvas CDL (LUMINE)

Anexo III: Eficiência Aproximada de Luminárias




34

Anexo IV: Tabela de Eficiência do Local




35




36




37

Anexo V – Tipo de luminária x Fator de depreciação




38

Anexo VI – Luminária Philips TCS 029




39




40

Referências Bibliográficas

1. PHILIPS. Iluminação – Noções Básicas de Iluminação. Informação de produto – Informação de

Aplicação.

2. OSRAM. Manual Luminotécnico Prático. 2000.

3. LUMICENTER - Engenharia de Iluminação. Informações Técnicas. Disponível em:

<http://www.lumicenter.com/catalogo.php>. Acesso em: 10 mar. 2009.

4. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR-5413 – Iluminância de

Interiores. Rio de Janeiro, 1992.

5. FONSECA, Rômulo Soares. Iluminação Elétrica. McGraw-Hill do Brasil. 6. MOREIRA,

Vinicius de Araújo. Iluminação e Fotometria – Teoria e Aplicação. 3. ed. rev. e amp. Edgard

Blucher.

7. SILVA, Mauri Luiz da. Luz Lâmpadas & Iluminação. 3. ed. Ciência Moderna.

8. RODRIGUES, Pierre. Manual de Iluminação Suficiente. PROCEL – Programa Nacional de

Conservação de Energia Elétrica, 2002.

9. COTRIM, Ademaro A. M. B. Instalações Elétricas. Revisão e adaptação técnica em

conformidade com a NBR 5410 de Geraldo Kindermann. 4. ed. São Paulo: Prentice Hall, 2006. 678

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10. FINOCCHIO, Marco Antonio Ferreira. Higiene do Trabalho Agentes Físicos: Iluminação.

Apostila do Curso de Especialização em Engenharia de Segurança do Trabalho. Publicação interna,

UTFPR-CP, 2007.

11. PEREIRA, Fernando Oscar Ruttkay; DE SOUZA, Marcos Barros. Iluminação. Apostila do

Curso de Pós-graduação em Construção Civil. Publicação interna, UFSC, 2005.

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