Livro Iluminação Urbana

Iluminação Urbana Conceitos e Análise de Casos

Paulo Candura e Plinio Godoy

Agradecimentos

Meu maior agradecimento é à minha esposa, Odette,

pelo apoio e pela paciência que me dedicou

nos momentos em que a escuridão esteve presente

em minha vida.

Também não poderia deixar de citar o Plínio Godoy,

por ter me mostrado um outro lado da iluminação pública,

o viés artístico.

Ao “irmão” Adilson Castelo, companheiro na luta

por um serviço de iluminação pública com qualidade.

Por fim, agradeço imensamente aos colegas do Ilume,

em particular aos técnicos do Ilume 2, em nome

de Márcio Sacchi Correa, que ajudaram na minha

formação técnica e a ser quem sou hoje.

Paulo Candura

Agradeço à minha família, com quem me restauro

e por quem me desgasto. Aos meus amigos,

que muitas vezes prestaram grande auxílio em momentos

importantes nesses 20 anos de iluminação.

Aos meus Mestres, os engenheiros Milton Martins Ferreira,

Adriano Genistretti e Isac Roizenblatt, pela paciência

nos primeiros anos de profissão.

Ao engenheiro Paulo Candura, pela amizade e

constante referência, tanto no âmbito profissional quanto no pessoal.

A todos aqueles que trabalharam para a realização deste livro,

ao amigo Vitório Júnior e à sua equipe; e à jornalista

Andréa Espírito Santo, pelas longas horas dedicadas.

À Impact Comunicação e a sua equipe,

pelo fantástico trabalho visual desenvolvido.

Ao Mestre Roger Narboni, uma inspiração de vida,

e que gentilmente cedeu algumas obras,

enriquecendo nosso trabalho.

A todos os patrocinadores que acreditaram

na proposta deste livro.

A Deus, meu amigo de sempre.

Plínio Godoy

ExpedienteEditor: Vitório Junior MTB|SP 52.635

Autores: Plínio Godoy e Paulo Candura

Texto: Andréia Espírito Santo MTB|SP 030201

Revisão de Texto: Giovanni Giocondo DRT|BA 3269

Participações Especias: João Valente, Roger Narboni e Pietro Palladino

Projeto Gráfico e Diagramação: Impact! Comunicação

Ilustrações: Dirceu Veiga

Coordenação Gráfica: Grafplus

Impressão: Van Moorsel

Fotografias: Rubens Campo e Ailton Tenório

Assessoria de Comunicação e Imprensa: VJMCE

Coordenação de Patrocínios Institucionais: Amarildo Leal de Souza

Coordenação Geral do Projeto do Livro: VJMCE

Catalogação do livro:

GODOY, Plinio; CANDURA, Paulo

Iluminação Urbana Conceitos e Análises de Casos

São Paulo, VJ Marketing Institucional Ltda, 2009.

176p. il. (Bibliografia)

Cap.1. Conceitos Básicos

Cap2. Plano Diretor - Áreas de Atuação

Cap.3 Estudos de Casos

Editora VJ

Av. João Paulo Ablas 327 Sala 01 e 04

Granja Viana, Cotia, São Paulo - Cep. 06711-250

Telefone (11) 46175114 | 47770867

Site: www.vjmce.com.br

Comentários ou sugestões:

[email protected]

O arquiteto, na qualidade de urbanista, é um construtor de espaços urbanos: seu trabalho considera o trânsito de pessoas e de veículos, foca a dinâmica da cidade, mas está relacionado à matéria, a edificá-la e a transformá-la em algo funcional à sociedade. É arte também. Mas o grande desafio para os urbanistas está em atender às necessidades da cidade moderna do século XX, pois ela abriu para todos nós um amplo leque de atividades que extrapolam o período diurno e obriga aos envolvidos em sua construção e gestão a pensar e a repensar o espaço urbano também à noite, afinal, ele continua sendo arquitetura neste período. É nessa ocasião que a ciência da iluminação marca presença: ela vem reconstruir a arquitetura e o urbanismo no período noturno, em que a vida não pára de correr nas artérias urbanas.

Não se trata de vencer a noite. A iluminação é um projeto tão complexo quanto a arquitetura e oferece múltiplas perspectivas, reinventando as obras arquitetônicas, permitindo obter desses elementos a diversidade de gêneros, efeitos cênicos, de visibilidade e de paisagem. A luz artificial tem como objetivo transportar a arquitetura para uma outra dimensão, utilizando não apenas

equipamentos modernos, mas abusando das cores, das intensidades, sendo uma intervenção provocativa e responsável por despertar emoções.

Quando conheci Paulo Candura e Plínio Godoy por ocasião do projeto da Ponte Estaiada Octávio Frias de Oliveira, em São Paulo, tive a impressão e, posteriormente, a certeza que estava diante de dois profissionais da mais alta seriedade. A arte de Plínio e a técnica de Paulo se encontraram naquela parceria com objetivo único surpreender os olhos humanos a partir do realce da estrutura. A Ponte Estaiada é imponente e recebeu iluminação de um ângulo interno que resultou provocativa, demonstrando a genialidade da luz na arquitetura e no urbanismo.

O projeto luminotécnico da Ponte é fascinante por ser discreto e, ao mesmo tempo, transmitir um ar de mistério, elemento que fazia parte da estrutura, mas que só foi possível evidenciar com apoio do design de iluminação. Além de moderna, essa iluminação retrata a dinâmica de uma das maiores cidades do Brasil. Surpreendeu-me constatar a queda de meus receios iniciais de que o uso de cores e de efeitos poderiam vulgarizar a estrutura: eles acabaram tendo

uma repercussão positiva. Seus desenhos e suas formas foram valorizados, brindando a cidade de São Paulo com um dos cartões postais mais encantadores do mundo. É uma dimensão extra de uma mesma construção, de uma mesma idéia, de uma sensação que se tem durante o dia e também à noite.

Depois desse projeto, Paulo, Plínio e eu nos reencontramos em outro, o da Passarela Estaiada Miguel Reale, mais um degrau em nossa amizade que tem longo caminho a percorrer, pois aprender o lado artístico da iluminação foi enriquecedor para meu currículo. E ambos são grandes profissionais, dominam o tema em que trabalham e se complementam em conhecimentos. O Brasil merece. E merece também uma obra dedicada à iluminação.

João Valente Filho,Valente Arquitetos, Brasil

PREFÁCIOSUm encontro bem sucedido

Em todo o mundo, as cidades têm descoberto na última década esta nova dimensão da noite. Elas iniciaram e integraram a suas grandes obras urbanas, a luz como uma parte importante do planejamento do espaço público – bons exemplos podem ser vistos com a revitalização do centro da cidade ou subúrbios, nova política para espaços públicos, o desenvolvimento de novos distritos, a regeneração de zonas industriais em cidades dormitório, a criação de linhas de trens, a estratégia de poupar energia, o desenvolvimento do turismo, entre outros.

Para dar uma resposta aos políticos da cidade dispostos a embelezar suas cidades e paisagens, dominar e planejar uma imagem clara da noite, desenvolver uma iluminação urbana com qualidade, uma nova disciplina nasceu na França em meados dos anos 1980, a chamada Light Urbanism que proporcionou o lançamento de novas ferramentas para os planejadores urbanos e técnicos urbanos, tais como o já famoso Lighting Master Plan (Plano Diretor de Iluminação).

No entanto, muitas cidades, especialmente no Brasil, ainda apresentam a aparência desgastada ou iluminações de rua muito funcionais. Muitos deles tornam-se ambientes pobres à noite para as pessoas, têm escassa iluminação de alguns dos seus monumentos, marcos ou quase nenhuma iluminação arquitetônica. Esta situação negativa poderia ser transformada em uma oportunidade

para pensar o que poderia ser uma nova iluminação urbana no futuro, criando uma nova imagem noturna e transformando as cidades brasileiras em pontos mais bonitos e atraentes.

Essas transformações não podem ser feitas às cegas ou com base no improviso. Precisam ser desenvolvidas por profissionais que criem uma nova morfologia urbana e que questionem sobre o que é ou o que poderia tornar-se a nova identidade noturna para as cidades brasileiras? O plano diretor de iluminação é, portanto, uma forma interessante de afirmar claramente uma vontade municipal ou dar uma nova paisagem a uma cidade.

O urbanismo com luz lentamente tornou-se uma necessidade:

• Para planejar e para tornar rentáveis os investimentos da cidade em iluminação pública.

• Para reunir os investimentos privados necessários para impulsionar o embelezamento da cidade (bancos, hotéis, indústrias, centros comerciais).

• Para definir um quadro jurídico para implementar a iluminação (pública e privada).

• Para transmitir uma nova imagem noturna da cidade para a mídia local, nacional ou internacional.

• Desenvolver o turismo noturno de forma diferente ou para mostrar a riqueza da cidade aos seus habitantes.

• Para dar a todos os moradores da cidade (que vivem no centro ou na periferia, nos bairros ricos como nos bairros sociais) um sentimento de orgulho e uma grande sensação de pertencer a um território comum: a sua cidade.

O perigo potencial poderia ser, então, que o superdesenvolvimento da iluminação urbana produziria um efeito de dominação da luz em relação à noite, tanto que a valorização do ambiente natural noturno, bem como a descoberta da paisagem que hospeda a cidade, fosse oprimido. A paisagem urbana deve, portanto, tornar-se lentamente uma grande preocupação para os lighting designers. Nosso próximo passo, no futuro, poderá ser o de inventar todos juntos um novo conceito de paisagem noturna para grandes centros urbanos.

E para o desenvolvimento com certeza sustentável, as preocupações ecológicas, proteção do meio ambiente à noite e a diminuição da poluição luminosa devem ser sistematicamente integrados em todos os nossos projetos de iluminação!

Roger Narboni,lighting designer, PLDA, ACE

CONCEPTO studio, França

O Futuro da Iluminação Urbana

Trabalho com Plínio Godoy há mais de 10 anos e reconheço como suas principais características a pro atividade e a incansável busca pelo melhor. Essas virtudes fazem com que o trabalho que desenvolve seja de qualidade superior e quase sempre dotada de soluções técnicas inovadoras e criativas.

Quando solicitado para projeto de iluminação “cênica” ou “de monumento”, a iluminação de valorização de fachadas, outra grande preocupação de Plínio, é a da não dissociação do objeto a ser iluminado com o entorno no qual se encontra, objetivando sua perfeita inserção no contexto urbano, sem que haja uma sobrevalorização de um sobre o outro. A preocupação com a cidade, a iluminação como contraponto da arquitetura a valorizar à noite suas qualidades diurnas, fazem do seu trabalho uma necessidade, quase uma imposição.

Na iluminação geral, a reconceituação dos princípios e sistemas que adota, agora em bases sustentáveis, trouxe a seu trabalho uma nova dinâmica, adequada às necessidades dos nossos tempos, com forte foco na redução do consumo

energético sem, no entanto, a perda da qualidade da luz ou do seu resultado estético enquanto elemento componente da arquitetura da qual é parte indissociável. Pelo contrário, a necessidade imposta estabeleceu-lhe novos parâmetros de atuação e sua experiência acumulada fez com que o possível limão fosse rapidamente transformado em limonada, em beneficio do planeta.

O cuidado nos projetos, a busca de novas soluções, a inovação técnica, o conhecimento tecnológico e a criatividade em seu trabalho são de certo modo, intrinsecamente didáticos e, como não poderia deixar de ser permeiam também este livro que mais do que expor alguns dos seus trabalhos o faz de forma a orientar aos novos profissionais que irão se dedicar a essa atividade um caminho já iluminado pelo seu talento.

Nelson Dupré, arquitetoDupré Arquitetura, Brasil

A iluminação como ponto de harmonia com a arquitetura

índice

I L U M I N A Ç Ã O U R B A N A

Índice

CAPÍTULO 1

CONCEITOS BÁSICOS ••••••••••••••••••••••••••••••••••• pág 001

CAPÍTULO 2 - PLANO DIRETOR - ÁREAS DE ATUAÇÃO

A - PLANO DIRETOR DE ILUMINAÇÃO URBANA •••••••••••• pág 025

B - ÁREAS VERDES •••••••••••••••••••••••••••••••••• pág 039

C - ILUMINAÇÃO DE ÁREAS EXTERNAS ••••••••••••••••••• pág 047

D - ILUMINAÇÃO DE PATRIMÔNIO HISTÓRICO •••••••••••• pág 059

E - ILUMINAÇÃO PÚBLICA •••••••••••••••••••••••••••• pág 073

CAPÍTULO 3 - ESTUDOS DE CASOS

A - CASES NARBONI (FRANÇA) ••••••••••••••••••••••••• pág 098

B - CASES PALADINO (ITÁLIA) •••••••••••••••••••••••••• pág 128

C - TRIBUNAL DE JUSTIÇA SP •••••••••••••••••••••••••• pág 136

D - OBELISCO - SP •••••••••••••••••••••••••••••••••• pág 140

E - EDIFÍCIO ARCADAS - SP •••••••••••••••••••••••••••• pág 142

F - PONTE ESTAIADA - SP ••••••••••••••••••••••••••••• pág 146

G - PELOURINHO - BA ••••••••••••••••••••••••••••••• pág 152

H - PASSARELA CIDADE JARDIM - SP ••••••••••••••••••••• pág 156

Este livro procura fornecer algumas informações técnicas a todos aqueles que buscam na iluminação uma forma de comunicação e de expressão, uma ferramenta para melhorar a vida das pessoas através do incremento da qualidade dos ambientes urbanos noturnos.

Através de uma abordagem leve, ricamente ilustrada, de fácil leitura aos estudantes, arquitetos e aos gestores, este livro busca apresentar alguns conceitos teóricos e práticos, muitos dos quais em discussão e em desenvolvimento dentro dos quadros do Comitê Internacional de Iluminação (CIE).

A prioridade é informar, trazer à baila temas que muitas vezes estão “escondidos” em cursos de engenharia, ou nas mentes experientes de profissionais com longo tempo de carreira, e como não poderia deixar de ser, mostrar projetos de iluminação desenvolvidos pelo Brasil. Aproveitamos

para destacar alguns conceitos aplicados em cases

internacionais em diferentes países.

Para facilitar o entendimento, esta obra foi

dividida em duas partes. A primeira delas técnica,

repleta de informações atualizadas e amplamente

utilizadas no desenvolvimento de projetos - o

conteúdo editorial foi enriquecido com conceitos

de fontes renomadas do setor. Na segunda parte,

aproveite para conhecer mais sobre o que vem

sendo feito para valorizar o mundo com auxílio da

iluminação artificial.

Como uma obra em desenvolvimento,

agradecemos quaisquer críticas construtivas,

sugestões e materiais que possam ser utilizados

como base para próximas edições.

Boa leitura!

Os autores

Introdução

Define-se LUZ como a energia radiante que é capaz de excitar a retina do olho humano e produzir, por consequência uma sensação visual, desencadeando o processo de percepção visual. A compreensão completa da luz implica não somente o conhecimento das leis físicas sobre sua natureza como também as respostas do ser humano perante esse fenômeno.

Na história científica, foram formuladas diferentes teorias para explicar a luz, sendo a primeira tentativa efetuada por Isaac Newton no século XVII com a chamada Teoria Corpuscular, baseada em três premissas: 1. Os corpos luminosos emitem energia radiante em formas de partículas; 2. Estas partículas propagam-se em linhas retas; 3. Estas partículas atuam sobre a retina, estimulando uma resposta que produz uma sensação visual.

Já no final do século XVII, o holandês Christiaan Huygens lançou a Teoria Ondulatória da Luz com base nas premissas de que a luz é resultado das vibrações moleculares no elemento luminoso e de que as vibrações são transmitidas em um meio denominado “Éter” com movimento ondulatório em forma similar às ondas da água. E estas vibrações assim transmitidas atuam sobre a retina do olho humano, estimulando uma resposta que produz a sensação visual.

Mais adiante, no século XIX, o físico escocês James

Clerk Maxwell estabelece a Teoria Eletromagnética, partindo da ideia de que os corpos luminosos emitem luz através de energia radiante. Esta energia se propaga em forma de ondas eletromagnéticas, que atuariam sobre a retina do olho humano, estimulando uma resposta que produz a sensação visual. As ondas eletromagnéticas são campos elétricos e magnéticos paralelos se propagando no espaço e têm velocidade c = lf , onde c é a velocidade da luz, l o comprimento de onda, que é a distância entre os picos, e f é a frequência (o inverso do período de uma oscilação). As diferentes frequências de oscilação estão associadas a diferentes tipos de radiação. Por exemplo, ondas de rádio têm frequências menores, a luz visível tem frequências intermediárias e a radiação gama tem as maiores frequências.

A Teoria do Eletromagnetismo foi o que permitiu o desenvolvimento da Teoria Restrita (ou Especial) da Relatividade por Albert Einstein, em 1905, descrevendo a física do movimento na ausência de campos gravitacionais. A noção de variação das leis da física no que diz respeito aos observadores é a que dá nome à teoria, à qual se acrescenta o qualificativo de especial ou restrita, por limitar-se apenas aos sistemas em que não se têm em conta os campos gravitacionais.

O físico Max Planck, no início do século XX, dirigiu sua atenção ao que era, todavia, um

1Conceitos Básicos - Fundamentos da Luz

cap

ítu

lo

1


CAPÍTULO 1Conceitos Básicos

problema não resolvido pela física do século XIX, e que consistia na distribuição entre os diversos comprimentos de onda da energia calorífica irradiada por um corpo quente. Sob certas condições ideais, a energia se distribui de um modo característico. Planck demonstrou que podia ser explicada supondo que a radiação eletromagnética era emitida pelo corpo em pacotes discretos aos quais chamou “quanta”.

O postulado de Planck parte do ponto de que a energia é emitida e absorvida em quantidades definidas (Fótons) e que o valor energético de cada fóton é determinado pelo produto de:

h x vOnde: h = 6,626x10-34 (Constante de Plank) e

v = freqüência da vibração do fóton (Hz).

Unificando as teorias acerca da luz, os cientistas Louis De Broglie e Heisenberg estabeleceram as premissas de que cada elemento de massa em movimento tem associado uma onda cuja longitude é definida pela equação:

l = h / m vOnde l é a longitude de onda associada ao

movimento de onda; h é a constante de Planck; m é a massa da partícula; e v é a velocidade da partícula.

A radiação visívelA energia radiante na parte visível do espectro

está inserida entre duas longitudes de onda, 380-770 nanômetro (IESNA, 1993). Isto significa que os olhos humanos estão aptos a enxergar a radiação dentro destes comprimentos de onda, é o que chamamos de luz. (Figura 1 - Luz visível)

Propagação da luzA luz se propaga em linha reta em um meio

homogêneo e a uma velocidade menor do que a velocidade no vácuo, segundo um fator definido como Índice de Refração do meio. Quanto mais próximo da unidade for o Índice de Refração, mais próxima é a velocidade de propagação no vácuo (velocidade da luz).

Quando a luz atravessa a interface entre dois meios com distintos índices de refração, uma parte da radiação é refletida pelo meio um e a outra parte é transmitida pelo meio dois, sofrendo um

2


Conceitos Básicos - Fundamentos da Luz

cap

ítu

lo

1

Figura 1:Luz visível

q2

Meio 1

Meio 2

Raio refratado

Rai

o in

cide

nte

Rai

o re

flet

ido

Figura 2 – Refração

380 400 450

1XE

1021 1018 1015 1012 109 106 103 1

KiloMegaGigaTeraFrequência (Hz)

10-15

NotíciasRádioAquecedores eSecadores

TerapêuticoNotícias

Radiação cósmica Raios cósmicosRaios gamaRaio-XFototerapiaDiatermiaUV até Infravermelho

Radiação InfravermelhoCalor capacitivo

sem fioPor cabo

Calor indutivo

10-12 10-9 10-5 10-3 1 103 106 109

1A 1nm 1mm 1mm 1cm 1m 1km

500 550 600 650 700 750 780 nm

Comprimento de onda

Luz visível

desvio da direção original, ao que caracteriza que a luz sofreu uma refração. (Figura 2 - Refração)

Os raios incidente e refletido, quando em um mesmo meio, são iguais, ou seja, o ângulo de incidência é igual ao ângulo de emergência. Quando a superfície é polida, obtém-se a reflexão dita especular.

Com relação ao fenômeno da refração, se o raio incidente encontra-se em um meio 1, de índice de refração n1, e o raio refratado encontra-se em um meio 2, de índice de refração n2, a relação dos ângulos incidente e emergente é expressa pela equação:

n1 sen F1 = n2 sen F2Esta expressão é conhecida como Lei de Snell

Reflexão e transmissão difusaEm geral, a distribuição angular da luz refletida

e transmitida depende do ângulo de incidência do raio luminoso em relação à superfície e da natureza da rugosidade da superfície. (Figura 3 - Reflexão)

É importante salientar que, sempre que se ilumina uma superfície cuja característica de reflexão é especular, o resultado é a baixa percepção de luz; quando se ilumina uma superfície com características de reflexão difusa, os resultados são muito mais expressivos, considerando-se o índice de reflexão da mesma. Em linhas gerais, sempre que há o interesse na iluminação de uma dada superfície, é recomendada a utilização de cores claras e acabamentos foscos (Reflexão Difusa).

Sensibilidade espectral do olho humano

A sensibilidade do olho humano não é uniforme dentro do espectro visível, sendo que a variação em relação ao comprimento de onda pode ser analisado no gráfico (Figura 4).

A visão fotópicaEm ambientes onde há altos níveis de

iluminação, em geral durante o dia, a percepção da luz é representada pela curva relativa à visão fotópica, percebida completamente através dos receptores chamados de cones. A resposta máxima desses receptores ocorre na região verde-amarelada do espectro, cujo comprimento de onda está na casa dos 555 nanômetros (nm).


cap

ítu

lo

1


Figura 4 - Curvas de Sensibilidade CIE

Figura 3 - Reflexão Especular

Reflexão Difusa

Reflexão Mista

Violeta

0,0

400 450 500507 555

550 600 650 700 750

Comprimento de curva l (nm)

Espe

ctro

de

sen

sibi

lida

de a

à lu

z V

(l)

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1,0Azul Verde Amarelo Laranja Vermelho

Valor de curva para dia

Valor de curva para noite

A visão escotópicaEm ambientes onde há baixos níveis de

iluminação, em geral durante o período noturno, e os olhos humanos dispõem de tempo suficiente para adaptar-se à escuridão (até 30 minutos), tem-se a visão chamada escotópica, percebida por outra categoria de receptores, os bastonetes. A resposta máxima dos bastonetes ao estímulo ocorre na região azulada do espectro, cujo comprimento de onda está na casa dos 507nm.

A visão mesópicaNa região intermediária entre as visões fotópica

e escotópica tem-se uma interessante visão chamada mesópica, onde cones e bastonetes interagem entre si proporcionando uma visão débil em reconhecimento de cores, aumentando a percepção das cores vermelhas em relação às azuis (motivo pelo qual a luz de freio dos automóveis é vermelha). Assim, para cada momento do dia e sua respectiva quantidade de luz, a curva de sensibilidade move-se desde a visão fotópica e escotópica, conforme mostrado na figura 4.

Fluxo luminosoO fluxo luminoso F é a parte do fluxo radiante

de uma fonte relacionada à resposta visual humana, conforme explicitado na curva de sensibilidade CIE do gráfico 3, entre 380nm e 780nm, considerando-se a curva de visão fotópica. A unidade de medição chama-se lúmen (lm).

“Um Lúmen é o fluxo luminoso de uma radiação monocromática caracterizada por uma frequência de 540 x 1012 Hz

e um fluxo radiante de (1/683)W”

De forma resumida, uma energia radiante de 1W proporciona no máximo 683 lm quando utilizada uma radiação monocromática de 555nm.

Eficiência da fonteNa prática, o fluxo luminoso de uma lâmpada

é a soma de toda energia radiante que sensibiliza o olho humano na visão fotópica, diretamente relacionada com a capacidade de cada fonte em transformar energia elétrica em luminosa. A esta capacidade chama-se de eficiência da fonte medida em lumens por Watt (lm/W), e pode ser analisada na figura 5.

Iluminância e luminânciaO conceito de iluminância, no passado

conhecido por iluminamento, caracteriza o resultado de uma fonte de luz que incide em determinada área iluminada. Simbolizada por E, sua unidade de medida é o Lux e é calculada pela relação lm/m2.

1 Lux = 1 lm/1m2

Caso a área utilizada seja sq.ft (pé quadrado), o resultado é expresso em fc (lm/ft2). Pelas relações de área, tem-se:

1 footcandle = 10.76391 lux

Figura 6 - Iluminância

O conceito de luminância baseia-se no observador da superfície iluminada, isto é, tudo o que os olhos humanos enxergam pode ser descrito por luminância de determinado objeto.

4



cap

ítu

lo

1

Figura 5 – Eficiência da fonte luminosa

Figura 6 - Iluminância

1 lm

1 m2

superfície aparente

Intensidade Luminosa

Área iluminada

Lum

ens

por

wat

t

0102030405060708090

100110120

130140

Incandescente

10-17 12-2220-60 25-60

30-11040-70

50-140

70-115

HalogenaA-line

LEDBranco

Vapor de Mercurio

FluerescenteLinear

FluerescenteCompacta

SódioAlta-pressão

VaporMetálico

Figura 7 - Luminância

A luminância de um objeto iluminado depende do ângulo de visão entre o plano e o observador e, por consequência, da superfície aparente do objeto e de seu índice de reflexão. A luminância é medida em candela por metro quadrado (cd/m2) no sistema internacional. (Figura 7 – Luminância)

Supondo a existência de duas lâmpadas de dimensões diferentes, porém com o mesmo fluxo luminoso, se olharmos as duas fontes luminosas a uma mesma distância, a lâmpada maior será percebida menos brilhante do que a lâmpada menor, ou seja, luminância pode ser também descrita por brilho. Ou ainda, o brilho de superfícies escuras é menor que o brilho de superfícies claras. (Figura 8 – Luminância e brilho)

Intensidade luminosaA definição de luminância utiliza um conceito

de intensidade luminosa (I) medido em candela (cd). O conceito de intensidade luminosa pode ser descrito pela unidade de luz, que quando somada resulta no fluxo luminoso da fonte. Dessa forma a integral de todas as intensidades luminosas emitidas por uma fonte resulta no fluxo luminoso da fonte.

Por definição: Intensidade luminosa (I) é a luz que se propaga numa dada direção, dentro de um ângulo sólido unitário e sua unidade é lúmen/esferoradiano ou candela (cd). O ângulo sólido (w), é uma medida do espaço tridimensional, assim como o radiano é para o espaço bidimensional.

O esferoradiano é a unidade de um ângulo sólido, ou seja, um ângulo no espaço tridimensional.(Figura 9 - Esferoradiano)

Medidas colorimétricasNo que se refere à cor, temos duas situações

distintas: a cor na esfera da impressão e percepção e a cor no âmbito da iluminação. A cor percebida pertencente a um objeto ou a uma fonte de luz refere-se a uma percepção instantânea. Ela depende da interação de fatores como as características do objeto e da fonte de luz incidente sobre este objeto, dos arredores, da direção de visão e capacidades do observador.

A cor de um objeto é definida pela cor da luz refletida ou transmitida por ele quando iluminado por uma fonte de luz padrão (luz do sol, por exemplo). A cor pode ser caracterizada por:

Tom: associado a cores básicas como vermelho, amarelo, laranja, verde, azul ou roxo.

Saturação: corresponde à pureza da cor que determina o tom. Uma cor monocromática espectral tem maior saturação. Por consequência, como em iluminação, o branco se dá pela soma das diversas cores saturadas.

Claridade: refere-se à quantidade de luz, sendo uma medida relativa à percepção de luminosidade, da luminância.

Considerando que na iluminação existe o conceito aditivo, ou seja, a adição de todas as fontes de espectro monocromático resulta na luz branca, pode-se, baseados em três cores básicas monocromáticas, o sistema RGB, criar a luz com a cor que se deseja. Para cores menos saturadas, acrescenta-se a luz branca, obtendo-se como resultado cores pastéis. A esse sistema chama-se de RGBW.


cap

ítu

lo

1


Figura 8 – Luminância e brilho

Figura 9 - Esferoradiano

100W Bulbo pequeno Alta Iluminância

Mesmo fluxo luminoso de cada mapa

Baixa Iluminância100W Bulbo grande

Dentre as características da luz relativas à cor, dois aspectos são fundamentais para o bom entendimento e definição da fonte de luz: a aparência de cor correlata ou, simplesmente, a aparência de cor. Quando há necessidade de expressar uma determinada cor de luz emitida por uma fonte, utiliza-se esta definição com frequência, pois ela expressa diretamente a cor emitida baseada em uma comparação com padrão definido.

É sabido que a maioria dos corpos, quando aquecidos a temperaturas suficientemente altas, emitem luz avermelhada e que, à medida que a temperatura do corpo aumenta, a cor da luz emitida tende para o tom azulado.

Índice de reprodução de cores (Ra ou IRC)É a medida de correspondência entre a cor real

de um objeto ou superfície e sua aparência diante de uma fonte de luz. A luz artificial, como regra, deve permitir ao olho humano perceber as cores corretamente ou o mais próximo possível da luz natural.

Lâmpadas com Ra igual a 100 apresentam as cores com total fidelidade e precisão. Quanto mais baixo o índice, mais deficiente é a reprodução de cores. Os índices variam conforme a natureza da luz, e são indicados de acordo com o uso de cada ambiente.

Fatores humanos em iluminaçãoO uso da energia elétrica para produção de

luz artificial foi estabelecido há mais de 100 anos e, durante este período, foram desenvolvidos diversos estudos para chegar-se a descrições e

recomendações de como a luz deveria ser melhor utilizada. Inicialmente, as pesquisas buscaram quantificar a luz, ou seja, medir as diversas unidades características das fontes de luz, como fluxo luminoso.

Chegou-se, assim, à abordagem quantitativa da luz, para a qual foram realizadas pesquisas estatísticas com base na observação de universos de pessoas estatisticamente válidas. O objetivo era definir a quantidade de luz necessária para cada tipo de atividade. Mais recentemente, as técnicas projetuais buscaram não somente a quantidade correta de luz, mas o desenvolvimento de soluções que visam a qualidade do ambiente iluminado, ou seja, analisar os efeitos psicológicos da luz nas pessoas – uma abordagem qualitativa.

O assunto relacionado à qualidade da iluminação foi desenvolvido na Divisão 3 (que trata dos temas ambientes interiores e lighting design) do Comitê Internacional de Iluminação (CIE), por meio do Comitê Técnico TC 3-34. Ficou estabelecido que a qualidade de um sistema de iluminação, é determinada pelo grau de excelência alcançado relativo ao bem-estar das pessoas e sua integração com as questões arquitetônicas e econômicas. (Figura 10 – Aspectos que influenciam a

qualidade de um sistema de iluminação)

O conforto visual é, na verdade, o atendimento de vários quesitos que podem interferir direta ou indiretamente na ação de enxergar objetos e ambientes. Alguns fatores tem possibilidade de interferir na qualidade e no conforto visual, e estar diretamente relacionados à iluminação ou com a tarefa em si.

6



cap

ítu

lo

1BEM-ESTAR INDIVIDUAL

Rendimento VisualConforto Visual

Ambientação Visual

QUALIDADEECONOMIAInstalações

ManutençãoOperaçãoEnergia

ARQUITETURAForma

ComposiçãoEstilo

Valor Histórico

Figura 10 – Aspectos que influenciam a qualidade de um sistema de iluminação

Problemas associados à iluminaçãoA variação temporal da iluminação artificial,

também conhecida como Flickering, é a quase percepção pelo indivíduo da variação do fluxo luminoso face à frequência nominal da tensão de 50Hz ou 60Hz. Dizemos quase percepção pelo fato de, na maioria dos casos, não haver a real percepção da variação de fluxo, porém há o indício de que constantes dores de cabeça estão relacionadas a este fato. Interessante é o fato de que quando se utiliza os reatores eletrônicos de alta frequência (entre 30 e 50KHz) o problema relacionado às dores de cabeça diminui drasticamente, aumentando o bem-estar do indivíduo.

Uma orientação para minimizar o problema, quando a utilização dos equipamentos eletrônicos não for uma opção econômica possível, é o balanceamento entre fases elétricas em luminárias próximas.

OfuscamentoO ofuscamento é fruto da observação direta

ou indireta das fontes de luz em intensidades que possam atrapalhar ou impedir a execução de determinada tarefa.

O ofuscamento direto ou indireto criado por uma fonte de luz está relacionado à intensidade da luz observada e a iluminação existente no ambiente. Neste caso estamos nos relacionando com as luminâncias observadas, e é fundamental para o projetista preocupar-se com um bom balanceamento destas luminâncias.

O ofuscamento depende da luminância do elemento iluminado ou da fonte, e como a

luminância está relacionada à área observada, temos maior probabilidade de minimizá-la quando trabalhamos com fontes de maior dimensão, motivo pelo qual o ofuscamento criado por lâmpadas fluorescentes é menor quando comparado ao ofuscamento criado por lâmpadas incandescentes pequenas. (Figura 11 - Ofuscamento)

SombrasA sombra é a consequência da presença de uma

fonte de luz e de um objeto, pois onde não há luz, não há sombra. Imediatamente pode-se imaginar que, quanto maior for o número de fontes, maior será o número de sombras, porém com menor contraste.

A sombra será mais definida quanto menor for a fonte de luz. Desta relação chama-se de luz dura toda luz que produz sombras definidas, e de luz mole toda aquela que produz sombras difusas. (Figura 12 - Sombras)

Um problema a evitar com as sombras é a diminuição da qualidade de uma tarefa pela má visualização causada por uma sombra indesejada. Em geral, esse problema é causado pela relação espacial entre a tarefa, o observador e a fonte de luz ou por sombras indesejáveis criadas por elementos terceiros.

A consideração do uso de iluminação localizada para a correção destes transtornos é importante, pois é uma ferramenta de fácil implementação e eficaz para prover a luz necessária no local necessário.

Por outro lado, pode-se interagir com as fontes de luz e os objetos, criando espaços iluminados


cap

ítu

lo

1


Figura 11 - Ofuscamento

Figura 12 - Sombras

Figura 13- Shadowlighting

onde a presença de sombras é desejável para a criação de efeitos especiais. A essa técnica dá-se o nome de Shadowlighting. (Figura 13- Shadowlighting)

Reflexões veladorasA reflexão da luz em superfícies próximas

ao observador pode ser indesejável e causada, principalmente, pelas características de reflexão relacionadas ao ângulo de incidência da luz proveniente da fonte ou do grau de reflexão da superfície, se é uma reflexão difusa, mista ou especular. A reflexão é normalmente controlada a partir da fonte, anteparo ou mesmo da alteração de posição do objeto, como um livro, por exemplo.

Fontes de luzHoje em dia não se pode mais chamar de

lâmpadas as fontes de luz artificial em uso no campo da iluminação, pois há fontes de luz eletrônicas em estado sólido chamadas LEDs (light emitting diode, diodos emissores de luz, na tradução livre do inglês). Dessa forma, para entender a evolução desses dispositivos, vamos começar a entender as lâmpadas…

Lâmpadas incandescentesAs lâmpadas incandescentes produzem luz

através da incandescência de um filamento confeccionado a partir dos metais de transição tungstênio e molibdênio. O inventor e empresário americano Thomas Edison, o precursor da lâmpada incandescente, verificou que para o filamento produzir luz bastava aquecê-lo utilizando-se da energia elétrica. Porém, somente este fato não conseguia produzir luz por longos períodos

de tempo em função da queima do filamento.

Verificou-se que, inserindo este filamento em

um ambiente sem ar, ou seja, no vácuo, ele

produzia luz por mais tempo. E o desenvolvimento

tecnológico da lâmpada possibilitou chegar no

que hoje é uma lâmpada incandescente. (Figura 14 –

Elementos da lâmpada incandescente)

Para uma especificação perfeita, deve-se conhecer

certos aspectos de uma lâmpada incandescente

como potência (W); tensão de operação (V); bulbo;

e base. A potência de uma lâmpada, definida em

Watts (W), equivale à potência consumida pela

lâmpada em uma hora de operação. Assim, uma

lâmpada de 100 Watts equivale a um equipamento

que consome 100 Watts por hora.

Determinar somente a potência da lâmpada

não permite estabelecer um parâmetro seguro de

especificação, pois o valor da tensão de operação

é importante para o perfeito funcionamento da

mesma. Assim, deve-se especificar a tensão de

operação da lâmpada com base na tensão de

operação do local onde ela será utilizada. É

necessário pesquisar se a tensão de operação é

110V, 115V, 120V, 127V, 208V ou 220V.

O bulbo, recipiente de vidro que recobre

o filamento, difere de lâmpada para lâmpada,

principalmente em função da potência consumida.

Quanto maior a potência da lâmpada, com mais

calor envolverá o filamento, e de mais espaço

este filamento precisará. O formato de bulbo mais

conhecido é o chamado pêra, contudo, outros

formatos foram desenvolvidos para facilitar o uso

em diferentes luminárias.

8



cap

ítu

lo

1

Figura 14 – Elementos da lâmpada incandescente

Figura 15 – Emissão de luz por lâmpada incandescente cristal

Figura 16 - Curva Isocandela

Preenchimento de gás ou vácuo

Haste de suporte

Tubo de esgotar

Base rosqueável

Contato

Bulbo de vidro

Filamento de tungstênio

Haste de contato(Niquel)

Contato

Vidro injetado

Fotometria básicaComo qualquer fonte de luz, a lâmpada

incandescente produz luz de maneira diferente para cada tipo de bulbo. Por exemplo, uma lâmpada incandescente cristal que possui o vidro transparente, produz luz como demonstrado ao lado. (figura 15)

Uma maneira de descrever como a luz é produzida para fins de utilização em um software de cálculo é a transformação desta emissão em diversos planos, distintos em suas posições em relação ao centro geográfico da lâmpada. (Figura 16

- Curva Isocandela)

Unindo-se as diversas intensidades neste determinado plano, tem-se uma curva, expressa em Candela (cd), que une as intensidades em diversas direções. A esta curva dá-se o nome de Isocandela. Assim, a soma dos planos formando 360 graus ao redor da fonte de luz traduzirá a emissão total da lâmpada ou luminária. (Figura 17 – Emissão total da

lâmpada)

Importante salientar que este método de transformar a emissão de uma lâmpada em planos e curvas (Isocandela) é feito para qualquer fonte de luz ou luminária, sendo a maneira pela qual se traduz um efeito físico em dados, usados para os cálculos manuais ou informatizados.

Uma categoria importante de bulbos é a das lâmpadas refletoras, que diferem das demais por apresentarem uma camada interna feita em material refletivo que produz uma curva fotométrica específica, focando a luz produzida pelo filamento, independentemente da luminária na qual está instalada.

A categoria das lâmpadas refletoras pode ser dividida em duas sub-categorias: a primeira fazem parte as lâmpadas refletoras de bulbo soprado, obtendo-se a forma do bulbo por meio de molde do vidro e da inserção de material refletivo no interior do bulbo já formado. A segunda categoria é formada pelas lâmpadas conhecidas como PAR (Parabolic Aluminium Reflector), mais robustas que as lâmpadas refletoras e mais resistentes à umidade. Esse tipo de lâmpada apresenta como principal característica um bulbo confeccionado em vidro prensado, mais resistente em relação às refletoras de bulbo soprado, permitindo a utilização, muitas vezes, em sistemas sem a necessidade de luminárias fechadas. Sendo da categoria das lâmpadas refletoras, as lâmpadas PAR focam o fluxo luminoso produzido pelo filamento em direções e intensidades específicas de cada modelo. Nestes casos, o valor do fluxo luminoso nominal da lâmpada não é mais importante, mas sim a curva de como o fluxo é direcionado.

Este é o motivo pelo qual as lâmpadas refletoras, em geral, devem ser analisadas pela curva fotométrica ou por simplificações práticas, como podemos analisar na figura 18.

A leitura desta curva deve ser feita considerando a intensidade máxima, em candelas (cd), produzida pela lâmpada, no centro do facho de luz. Duas linhas são consideradas, mostrando onde estão as intensidades, expressas em candelas, correspondentes à metade da intensidade máxima, no gráfico 4 chamadas de linha da intensidade de meio pico. Define-se a abertura do facho desta lâmpada o ângulo formado entre estas duas linhas.


cap

ítu

lo

1


Figura 17 – Emissão total da lâmpada

Ângulo do facho

Eixo

Linha da Metade da Intensidade máxima

Linha da Metade da Intensidade máxima

Figura 19 - Níveis de iluminação e distância

lâmpada= R63, 60W

Ângulo do facho 30°

d=54 cm

d=80 cm

d=107 cm

d = Diâmetro

960 lux

425 lux

240 lux

Metros da Lâmpada

00.

51.

01.

52.

0

Figura 18 – Curva fotométrica de uma lâmpada refletora

Uma utilização prática das curvas fornecidas pelos fabricantes é a determinação da iluminância a certa distância da lâmpada em um plano perpendicular à normal calculada em zero grau, passando pela intensidade máxima (cd). Pelas relações trigonométricas, calcula-se o diâmetro do círculo formado pela emissão de uma lâmpada simétrica, como são as lâmpadas circulares. (Figura 19)

Na Figura 20, podemos analisar um exemplo dos níveis de iluminação e distância: uma lâmpada aqui chamada R63 de 60W e abertura de facho de 30 graus produzirá, a 2 metros de altura, um círculo iluminado com diâmetro de 107 centímetros e iluminância igual a 240 lux. Uma opção de projeto seria que, para conseguir um espaço iluminado geral de 240 lux, deve-se posicionar as lâmpadas neste espaço à altura de 2 metros a cada 1,07 metro.

Outra maneira de apresentar a distribuição de luz de uma lâmpada ou luminária é a divisão em planos, para o que se criou uma curva chamada Curva Polar.

As curvas polares de lâmpadas ou luminárias circulares, isto é, cuja fotometria é simétrica em relação ao eixo central da fonte de luz, são apresentadas conforme a curva mostrada no gráfico 6. Esta curva mostra, para cada ângulo, a intensidade (cd) emitida pela lâmpada - esta curva específica mostra que a intensidade máxima a zero grau é de aproximadamente 8.700 cd. (Figura 21)

Variações de performanceUma lâmpada incandescente produz luz baseada

na incandescência de um filamento conectado a uma tensão (Volts, V) e, por conseqüência, a uma certa corrente (Ampére, A). Esta produção de luz visível é diretamente influenciada pela variação da tensão de alimentação, que se pode analisar nas curvas da figura 22 – Variação da tensão de alimentação

Na figura, tem-se como base o valor de 100% da tensão nominal no eixo X do gráfico. Aumentando a tensão (V) em 10%, ou seja, 110%, temos a produção de luz aproximadamente 40% maior,

10



cap

ítu

lo

1

Figura 21 – Aspecto de curvas polares

figura 22 – Variação da tensão de alimentação

TIPO TAMANHO NOME IEC

E5 5 mm Rosca Edison Liliput (LES) IEC 60061-1(7004-25)

E10 10 mm Rosca Edison Miniatura (MES) IEC 60061-1(7004-22)

E11 11 mm Rosca Edison Mini-Candelabra IEC 60061-1(7004-6-1)

E12 12 mm Rosca Edison Candelabra (CES) IEC 60061-1(7004-28)

E14 14-17 mm Rosca Edson Pequena (SES) IEC 60061-1(7004-23)

E17 (110v) 14-17 mm Rosca Edson Pequena - Intermediária (SES) IEC 60061-1(7004-26)

E26 (110 v) 26-27 mm Rosca Edson - 1 polegada - Média (ES) IEC 60061-1(7004-21A-2)

E27 26-27 mm Rosca Edson - Média (ES) IEC 60061-1(7004-21)

E39 39 mm Rosca Edson Gigante - Mogul (GES)

E40 40 mm Rosca Edson Gigante - Mogul (GES) IEC 60061-1(7004-24)Tabela 1: Base Edison

90°

80°

70°

60°

50°

40°

Ângulo30°20°10°

8000

600

040

0020

00

0°

60

20

40

60

80

100âmperes

âmperes

Watts

Watts

lm/w

lm/w

Lumens

Lumens

Vida

Vida

Porcentagem de

Watts, lumens,

âmperes e lm/w

Porcentagem de

Watts, lumens,

âmperes e lm/w

Porcentagem

de vida

Porcentagem

de vida

Porcentagem de Volts

200

300400500

700

1000

1500

70 80 90 100 110 120 130 140

200

180

160

140

120

100

70

504030

20

10

Candelas

(cd)

porém, uma vida cerca de 70% menor, ou seja, em torno de 30% da vida nominal. Esta variação brutal da vida útil da lâmpada em relação à tensão de operação é relevante e deve ser analisada quando se têm instalações cuja tensão nominal é diferente da tensão nominal de operação da lâmpada. É comum a utilização, normalmente em propriedades rurais, de lâmpadas de tensão nominal 220V em locais externos nos pontos com 127V, tornando a produção de luz muito aquém da nominal, porém com uma vida muito superior.

BasesDesenhada por Thomas Edison, que deu o

nome à base mais utilizada em baixas tensões, a Base Edison (Figura 23), designada por E XX, define em números o diâmetro em milímetros, conforme se pode ver na tabela ao lado.

Para lâmpadas de uso residencial, de baixas potências, é mais comum é a E27. Outro tipo de base bastante utilizado onde a vibração é uma constante, é aquela conhecida como Baioneta, mostrada na figura 24. Ela pode apresentar dois ou três pinos quando uma tensão específica for necessária, diferenciando sua utilização.

As bases de contato simples (single ended) são fixadas em soquetes que utilizam molas de pressão, garantindo sempre uma boa conexão elétrica.

Algumas lâmpadas com dois pólos utilizam estes dispositivos, porém, com a denominação “pólos opostos” (double ended). (Figura 25)

Lâmpadas halógenasUma lâmpada halógena é, por definição, uma

lâmpada incandescente, pois produz luz baseada na incandescência de um filamento. Chama-se halógena porque utiliza em seu interior gases halógenos, grupo de elementos químicos em que estão incluídos o iodo e o bromo.

Os desenvolvimentos científicos mostraram que a utilização desses gases no interior do bulbo minimiza a migração das partículas do filamento para o vidro das lâmpadas. Este ciclo é conhecido como ciclo halógeno. (Figura 26)

No ciclo halógeno, o aquecimento do filamento produz uma movimentação dos gases por convecção. A evaporação de tungstênio do filamento ocorre pelo aquecimento do mesmo. O tungstênio sozinho se fixa no vidro, como nas lâmpadas incandescentes normais.

O átomo de tungstênio compõe-se com o átomo do halogênio, formando um componente chamado halogeneto de tungstênio. Este componente não se fixa no vidro. Quando o novo componente se aproxima do filamento em alta temperatura se decompõe, devolvendo o tungstênio para o filamento, como mostra a figura 27.

Uma característica deste ciclo é a necessidade de altas temperaturas, e elas somente são alcançadas em lâmpadas de pequenas dimensões. O vidro comum não suporta essas temperaturas, motivo pelo qual o quartzo é utilizado.

As lâmpadas halógenas são produzidas para operação em baixa tensão (12V) ou em tensão de rede (127, 220V). Uma das questões importantes entre esses dois tipos é o tamanho do filamento, que nos modelos para tensão de rede


cap

ítu

lo

1


Figura 23 – Base Edson Figura 24 – Base baioneta

Figura 25 - Base de contato simples

Figura 28 – Princípio da cobertura dicróica

Figura 26Ciclo halógeno

Figura 27Componentes da lâmpada halógena

Infra-vermelho atravessa através

da camada dicróica

Dicróica aplicada

na Superfície

interna do refletor

Cimento

Lente Frontal

Um pouco de infra-vermelho

sai diretamente da lâmpada

Luz visível refletida pela

camada dicróica

Filamento

Ponta de Extrusão

Contaots do filamento

Contatos

Gás Halógeno

Invólucro

Solda

Lâmina de molibidênio

são significantemente maiores. E como diferentes produtos derivam da tecnologia halógena em baixa tensão, essas variantes possibilitam diferentes soluções. (Figura 28)

Lâmpadas dicróicasA inserção das cápsulas halógenas em um refletor

de vidro, cuja cobertura interna é feita com filtros dicróicos, ou seja, filtros que permitem a passagem de certos comprimentos de onda refletindo os demais, criou a lâmpada chamada dicróica.

Pelas características de projeção da luz com menor quantidade de comprimentos de onda infravermelha, exemplificada pela luz com menos calor, as lâmpadas dicróicas são recomendadas para a iluminação de objetos sensíveis como quadros por exemplo, por não atacá-los, aquecê-los ou envelhecê-los.

Lâmpadas que utilizam 12V como tensão de operação necessitam de um componente auxiliar chamado transformador. Ele será responsável por transformar a tensão de rede (127 ou 220V) em 12V. Os transformadores podem ser eletromagnéticos ou eletrônicos.

Para utilização em circuitos dimerizados, ou seja, circuitos que permitem a regulação do fluxo luminoso, é preciso indicar modelos específicos de lâmpada.

Lâmpadas halógenas para tensão de redeSão fontes de luz compactas, pontuais e

possuem luz branca e brilhante para dramáticos efeitos de iluminação. Podem ser utilizadas em qualquer posição e ligadas diretamente na tensão de rede sem o uso de transformadores.

Lâmpadas halógenas em tensão da rede estão disponíveis em dois formatos: lâmpadas single ended (bipino) e lâmpadas double ended (bilateral), normalmente projetadas para operar em 120V, 230V ou 240V. (Figura 29 e 30)

BasesOs diversos fabricantes de sistemas de

iluminação existentes utilizam as bases-padrão. A figura 31 mostra denominações e modelos equivalentes do fabricante OSRAM.

Lâmpadas fluorescentesO que é fluorescência?

Fluorescência é a capacidade que alguns minerais como a fluorita (ou fluorite, no português de Portugal) têm em transformar comprimentos de onda ultravioleta em comprimentos de onda visíveis.

A diferença entre fluorescência e fosforescência é que materiais fosforescentes continuam iluminantes depois de certo período de tempo não expostos à radiação ultravioleta. Os primeiros tubos fluorescentes foram desenvolvidos pelo inventor croata Nikola Tesla e datam de 1938, lineares a princípio. A luz é produzida pela ionização de gases com determinada quantidade de mercúrio, processo este que produz radiação ultravioleta. (Figura 32)

O tubo de vidro, internamente recoberto por pó fluorescente, transforma a radiação ultravioleta em luz visível. Dependendo da composição deste pó, a luz visível criada pode apresentar diferentes características de aparência de cor e de índice de reprodução de cor.

12



cap

ítu

lo

1

Figura 29 – Modelos de lâmpadas single ended

Figura 30 – Modelos de lâmpadas double ended

Figura 31 – Modelos de bases para lâmpadas halógenas

FilamentoIsolante cerâmico

Contato Câmara Molibdenio

10

5.3

4

Base G4 utilizada na HALOSTAR

Base GY utilizada na HALOSTAR

Base GY utilizada na HALOSPOT 48

Base G9 utilizada na HALOPIN e DECOPIN

Base GU utilizada na DECOSTAR 35

Base GU 10 utilizada na HALOPAR 16

Base GU 5.3 utilizada na DECOSTAR 51

Base GZ10 utilizada na HALOPAR 16

Base G53 utilizada na HALOSPOT 111

4

9 10

4

6.35 53

Uma lâmpada fluorescente, onde a descarga se dá em um ambiente gasoso, se não utilizar algum componente que controle esta descarga, pode entrar em curto-circuito. Nesse caso a corrente elétrica que ocorre no interior do gás tende rapidamente à condição teórica de infinito. Esta condição é dita teórica, pois antes de atingí-la, a tendência do sistema é explodir.

ReatoresPara controle desta situação iminente de curto-

circuito, pode-se usar equipamentos auxiliares que impedem a corrente elétrica interna do tubo de gás de atingir níveis não producentes para o sistema. Esses equipamentos são os reatores. Em suas primeiras tecnologias os reatores eram sistemas eletromagnéticos que literalmente reagiam à tendência da corrente de elevar-se através de um circuito indutor.

Atualmente, o uso de reatores eletrônicos é uma realidade econômica, pois eles trazem como benefícios a redução de perdas, a emissão de luz visível em alta frequência, a não produção de ruídos audíveis e a possibilidade de dimerização das lâmpadas, ou seja, diminuir o fluxo luminoso emitido pelas lâmpadas fluorescentes específicas para uso em alta frequência.

Os reatores eletrônicos são, na verdade, circuitos eletrônicos que além de impedir que a corrente exceda os valores ideais, impõem ao sistema a correta tensão (V) e corrente (em miliampere – mA), garantindo a máxima eficiência na produção de luz. Ademais, esses dispositivos filtram a produção de correntes elétricas indesejáveis nos circuitos dos edifícios, chamadas

de correntes harmônicas, que atrapalham o bom funcionamento de equipamentos eletrônicos, como computadores.

Hoje dispomos de lâmpadas fluorescentes lineares ou tubulares, e também lâmpadas fluorescentes compactas, com reatores eletrônicos incorporados, como a mostrada na figura 33. Também existem os não incorporados, em que o reator é instalado no conjunto lâmpada e luminária, como ocorre com as lâmpadas tubulares.

As principais características para a especificação de lâmpadas fluorescentes são:

• Tipo

• Potência

• Aparência de Cor

• Índice de Reprodução de Cor

O tipo de lâmpada pode variar entre as tubulares, compactas, compactas longas, circulares, integradas ou não integradas. As lâmpadas tubulares podem ser definidas como T XX, onde XX representa o diâmetro do tubo em oitavos de polegada; assim, T12 equivale a 12 oitavos de polegada e T8 equivale a oito oitavos de polegada = 1 polegada. (Figura 34)

Lâmpadas fluorescentes compactasAs lâmpadas fluorescentes compactas podem ser

encontradas com o reator eletrônico incorporado ou não. Na verdade esses modelos são lâmpadas fluorescentes lineares com formas onde os tubos são curvados de maneira a se tornar compactas.

Podem apresentar tubos simples, duplos ou triplos, dependendo da potência, que variam de 9,


cap

ítu

lo

1


Figura 32 – Princípio de operação da lâmpada fluorescente

Figura 33 – Lâmpada fluorescente compacta

Eletrodo (filamento) Elétrons Radiação UV

Luz VisívelTubo de VidroÁtomos de MercúrioFósforo

11, 13, 15, 18, 26, 32, 36, 48, 55, 80W (a linha completa de lâmpadas pode ser verificada nos catálogos de produtos dos fabricantes).

As bases para essas lâmpadas podem variar dependendo do tipo de bulbo, de reator utilizado - se eletromagnético (dois pinos) ou eletrônico (quatro pinos) - e da potência da lâmpada.

As bases mostradas na figura 34 A têm reator eletromagnético com dois pinos. Já as da figura 35 tem bases com reatores eletrônicos (quato pinos).

A diferença entre as bases e, consequentemente, os soquetes, evita a intercambialidade entre reatores e lâmpadas, que são muito parecidas entre si. A evolução da tecnologia eletrônica está possibilitando o desenvolvimento de lâmpadas integradas muito similares às incandescentes, o que facilita o processo de substituição de lâmpadas antigas, reduzindo consideravelmente o consumo energético.

A similaridade é tanta que num descuido pode-se confundir uma lâmpada incandescente e uma fluorescente eletrônica.

Consumo energético e vida útil

A grande vantagem das lâmpadas fluorescentes compactas é o consumo energético até 80% menor quando comparado a um sistema incandescente de mesmas características de fluxo luminoso. Outro aspecto é a vida útil 10 vezes maior, minimizando a troca constante de lâmpadas. Veja análise na tabela 2.

Na tabela, comparando-se uma lâmpada incandescente de 100W com uma lâmpada fluorescente compacta de 20W, a um custo de 0,17 Euros por KWh em um período de 15 mil horas, ou seja, aproximadamente cinco anos, tem-se uma economia de 207 Euros. A questão esbarra no investimento inicial, que para a maioria das pessoas pode ser elevado – a média de custo de uma lâmpada fluorescente no Brasil gira em torno de 10 Reais -, motivo pelo qual já há programas de incentivo para troca de lâmpadas incandescentes por compactas a valores subsidiados em algumas cidades brasileiras.

14



cap

ítu

lo

1

Figura 34 – Lâmpadas fluorescentes tubulares

Tabela 2: Consumo e vida útil das lâmpadas fluorescentes compactas

DULUX e LONGLIFE LÂMPADA INCANDESCENTE

Potência 20 W 100 W

Quantidade 1 1

Horas Acesa 15.000 horas 15.000 horas

Vida Útil 15.000 horas 1000 horas

Consumo Total de Energia 300 kWh 1500 kWh

Custo de Energia sendo q 0,17/ kWh q 51,00 q 255,00

+ Preço da Lâmpada q 9,99 15 x q 0,90 = q 13,50

= Custo Total q 60,99 q 268,50

Economia por Lâmpada q 207,51

T2 (7mm)Lançada em 1993




Figura 35 – Bases com reatores eletrônicos (quatro pinos)


cap

ítu

lo

1


Imagem 36Bases com reatores eletromagnéticos (dois pinos)

Imagem 37Bases com reatores eletrônicos (quatro pinos)

Base G23

Base GX24q-1

Base GX24q-2

Base GX24q-3

Base GX24q-4

Base 2G8-1

Base 2G7

Base 2G11

Base 2G10

Base GX24q-5

Base G24q-1

Base G24q-2

Base G24q-3

BaseG24d-1

BaseG24d-2

BaseG24d-3

BaseGX24d-1

Bas GX24d-2

BasGX24d-3

Aplicações não recomendadasPelas características operacionais das lâmpadas

fluorescentes compactas, não se recomenda seu uso nas seguintes aplicações:

• Utilização com dimmer de parede: a maioria das lâmpadas fluorescentes compactas eletrônicas não trabalha dimerizada por tensão. É recomendável consultar os catálogos dos fabricantes para maiores informações.

• Utilização com sensores de presença ou tempori-zadores: lâmpadas fluorescentes compactas não foram desenvolvidas para suportar acendimentos frequentes. Há exceções, mas é preciso consultar os fabricantes para outras informações.

• Utilização em áreas com pouca utilização: a vantagem da economia e vida longa se estabelece em ambientes onde o uso da iluminação é freqüente. Ambientes de pouca utilização não apresentam boa relação custo-benefício.

• Uso externo ou em ambiente úmido sem proteção: por serem sistemas eletrônicos, as lâmpadas fluorescentes compactas devem ser protegidas de intempéries.

Performance das lâmpadas fluorescentesA vida operacional de uma lâmpada fluorescente

pode ser definida com base em premissas de projeto. Analisando gráficos específicos de vida estatística das lâmpadas, pode-se definir quando efetuar as trocas, independentemente das lâmpadas estarem apagadas ou “queimadas”.

Assim, para lâmpadas do tipo T8 com reatores convencionais, em 10 mil horas de operação 70% do

sistema permanecerá funcionando, como mostrado no gráfico 8. Então, se no projeto for estimado que com 30% das lâmpadas queimadas será alcançada a iluminância média desejada, após as 10 mil horas serão registrados níveis inferiores ao desejado.

Outra informação importante na definição do sistema e sua vida útil é obtida com a análise dos gráficos de manutenção de fluxo luminoso. Por exemplo, no gráfico 9 pode-se verificar que para a lâmpada T8 tem-se os modelos trifósforo Lumilux e pó convencional LUMILUX DE LUXE/BASIC. É perceptível a diferença de depreciação do fluxo luminoso, onde os pós trifósforos mostram-se mais estáveis na produção de luz visível durante sua vida. Então, se forem definidas as mesmas 10 mil horas de utilização, tem-se para os pós trifósforos uma redução de aproximadamente 8% na produção de luz.

Desta forma, deve-se considerar para 10 mil horas de operação uma mortalidade de 30% e uma redução do fluxo das lâmpadas de 8%, números estes que devem ser utilizados no processo de cálculo específico.

Lâmpadas de descarga em alta pressãoAs lâmpadas fluorescentes também são

lâmpadas de descarga, contudo, em baixa pressão, distinguindo-se desta categoria e sendo comumente conhecidas como lâmpadas de descargas. Dentre as tecnologias disponíveis, duas estão em processo de eliminação do mercado: as lâmpadas mistas e de vapor de mercúrio.

Desenvolvidas na década de 1930, essas lâmpadas são uma evolução das lâmpadas fluorescentes e utilizam as mesmas características

16



cap

ítu

lo

1

Gráfico 8 - Vida útil para lâmpadas tipo T8

Gráico 9 - Manutenção de lúmens em lâmpadas fluorescentes tubulares

100

100

90

90

80

80

70

70

60

60

50

50

40

40

302010

0

0

2000

2000

LUMILUX LUMILUX DE LUXE / BASICA Ø 26mm

4000

4000

6000

6000

8000

8000

10000

10000

12000

12000 14000 15000 16000 20000

Horas utilizadas

Horas utilizadas

% de vida útil

Fluxo luminoso relativo

de criação de luz visível através da ionização de gás com mercúrio, gerando radiação ultravioleta, transformada em luz visível pela ação de pós fluorescentes. A diferença é que consomem potências maiores, em torno de 400W, e são normalmente utilizadas em aplicações externas como a iluminação pública e industrial instaladas em grandes alturas, acima de 6 metros. Esses modelos de lâmpada utilizam, da mesma maneira, reator eletromagnético para pleno funcionamento. São sistemas que, para a época, foram importantes, porém nos dias de hoje mostram-se pouco eficientes e com vida útil bastante curta, apresentando assim altos custos operacionais.(Figura 36)

As lâmpadas mistas são, na verdade, lâmpadas vapor de mercúrio em alta pressão, porém com um filamento de tungstênio, similar às lâmpadas incandescentes, ao redor do tubo de descarga, fazendo o papel do reator.

Lâmpada vapor de sódio em alta pressãoA lâmpada chamada vapor de sódio em alta

pressão é uma lâmpada que utiliza o sódio e o mercúrio para a produção de luz visível. O mercúrio é utilizado apenas para vaporizar o sódio, que requer temperaturas mais altas para sua vaporização. Assim, a vaporização do mercúrio é, na verdade, uma maneira para conseguir-se a vaporização do sódio. (Figura 37)

Pelas características de alta temperatura de vaporização do sódio, o tubo de descarga não é igual ao da lâmpada vapor de mercúrio. Ele é confeccionado em cerâmica de alumínio oxidado, o mesmo material utilizado no revestimento de foguetes espaciais, que suportam altas

temperaturas. Diferentemente da lâmpada de mercúrio, as lâmpadas de vapor de sódio em alta pressão produzem luz visível de coloração alaranjada, muito comum em iluminação pública.

Para adaptar-se às luminárias existentes, anteriormente usadas para as lâmpadas vapor de mercúrio, existem lâmpadas vapor de sódio em alta pressão no formato ovóide, com ou sem a camada difusora interna.

Para utilização de sistemas mais modernos de iluminação pública, existem lâmpadas vapor de sódio em alta pressão tubulares para potências de 250W e 400W e as tubulares para vapor de sódio em alta pressão de 1.000W.

Pelo pequeno diâmetro do tubo de descarga, as lâmpadas vapor de sódio em alta pressão possibilitam alto rendimento da luminária ou projetores.

Uma evolução da tecnologia produziu uma família de lâmpadas especialmente desenvolvidas para a iluminação pública. Elas utilizam novos sistemas de fixação dos componentes e uma nova tecnologia em tubos de descarga conhecida como vida estendida (a fabricante OSRAM tem em seu portfólio o modelo Super 4Y, e a Philips tem a PLUS PIA). Essas novas tecnologias propiciam sistemas de iluminação muito confiáveis, com longa vida útil e baixo custo operacional. (Figura 38)

Equipamento auxiliarAs lâmpadas de vapor de sódio em alta pressão

utilizam, como as lâmpadas de vapor de mercúrio, os equipamentos auxiliares chamados reatores. Eles podem ser internos ou externos, sendo instalados em luminárias ou em postes de iluminação; os


cap

ítu

lo

1


Figura 36 – Lâmpada de mercúrio de alta pressão (lâmpadas mistas)

Figura 37 – Lâmpada de vapor de sódio em alta pressão

EletrodoArco-tubo

Resistor e circuito para o eletrodo auxiliar

Rosca em níquel anti-corrosivo

Cobertura Fluorescente

Suporte

VIALOX NAV - T 4YLâmpada de Sódio

Alta Pressão

VIALOX NAV - ELâmpada de Sódio

Alta Pressão

VIALOX NAV - TSLâmpada Línear de Sódio Alta Pressão

Contato BaseFio

condutorTubo de Nióbio

Alumínio Óxido-Cerâmico

AmálgamaEletrodo

Lâmina de molibidênioVidro

soldado

Gás Xenon

Arco de Descarga

Bulbo de escape

Captador

reatores podem ser eletromagnéticos em conjunto com um outro equipamento auxiliar chamado ignitor ou eletrônicos, para potências até 150W, sem a necessidade de ignitores auxiliares. São normalmente utilizados em 220V.

Lâmpada vapor metálicoA lâmpada chamada vapor metálico abrange

uma gama de produtos muito distintos entre si e muitas vezes não intercambiáveis entre os diferentes fabricantes, principalmente quando especifica-se reatores e ignitores. Pode-se classificar as lâmpadas vapor metálico em pequeno e grande porte.

As lâmpadas de pequeno porte são aquelas que mais sofreram mudanças nos últimos anos, pois inicialmente apresentavam-se em potências de 70 e 150W, contudo, com uma produção de luz de qualidade de precária, pois as cores se alteravam indiscriminadamente - durante a operação do sistema, algumas tornavam-se rosadas e outras esverdeadas. Essa tecnologia mais antiga utilizava o tubo de descarga confeccionado em quartzo e a variação das cores se dava em função de pequenas variações dos metais inseridos no tubo de descarga.

Posteriormente, desenvolveram-se as mesmas lâmpadas com novas tecnologias de tubos de descarga, desta vez confeccionados em cerâmica similar à utilizada no sistema vapor de sódio em alta pressão. (Figura 38)

As lâmpadas Vapor Metálico são disponíveis em aparências de cor desde as mais amareladas até as mais brancas. As amareladas são em 3.000K e as mais brancas em 4.000K.

Para especificar as lâmpadas de vapor metálico, é preciso definir:

• Tipo Tubular, ovóide, refletora• Potência 35, 70, 100, 150 V• Bulbo Cerâmico ou quartzo• Aparência de cor 3.000K ou 4.000K• Índice de reprodução de cor 65% ou 85%

As lâmpadas de vapor metálico de grande porte apresentam potências de 250, 400 até 2.000W. As lâmpadas de 250 e 400W podem ser encontradas no formato ovóide ou tubular; já as lâmpadas de 1.000 e 2.000W são encontradas somente na forma tubular. (Figura 38.1)

As diversas bases utilizadas para as lâmpadas de vapor metálico variam conforme o tipo da lâmpada e da potência.

Diodos Emissores de Luz – LEDsAs lâmpadas LEDs (light emitting diode, diodos

emissores de luz, na tradução livre do inglês) serão tratadas em profundidade com relação à tecnologia, estrutura e novidades a seguir.

18



cap

ítu

lo

1

Figura 37 – Lâmpada de vapor de sódio em alta pressão

Figura 38 – Lâmpada de vapor metálico de pequeno porte

Figura 38.1 – Lâmpada de vapor metálico de grande porte

Figura 38.2 – Bases usadas para lâmpadas de vapor metálico

8.5 G8.5

12

G12

7

RX7RX7s24

E27Rosca Edson

27

Rosca Edson Golías

40

Fc2

2

Como pudemos ver anteriormente, a tecnologia das lâmpadas de LEDs (light emitting diode, diodos emissores de luz, na tradução livre do inglês) foi citada em meio aos tipos de lâmpadas existentes. Neste tópico, detalharemos esta que é hoje considerada o terceiro estágio na evolução da lâmpada elétrica, apesar de criada há mais de 30 anos. Relembrando: a primeira etapa na história das lâmpadas é representada pelo modelo incandescente, desenvolvido pelo norte-americano Thomas Edison, uma tecnologia que pouco mudou nos últimos 128 anos; já a segunda fase, iniciada nos anos 1930, veio com o surgimento das lâmpadas fluorescentes, que geram luz a partir de uma mistura de gases em um tubo revestido de fósforo.

A concepção da tecnologia dos LEDs é diferente da encontrada nas lâmpadas que utilizam filamentos metálicos, radiação ultravioleta ou descarga de gases: neles, a transformação de energia elétrica em luz é feita na matéria, sendo, por isso, chamada de estado sólido (solid state). O LED é um componente do tipo bipolar, apresentando material tratado para criar a junção ânodo (eletrodo positivo para onde se dirigem os íons negativos) e catodo (eletrodo negativo de onde partem elétrons e para onde se dirigem os íons positivos). A corrente elétrica flui do ânodo para o catodo e os elétrons caem em uma área de menor energia, de onde a energia é emitida em forma de

fóton (luz). Dependendo de como for polarizado, permite ou não a passagem de corrente elétrica e, consequentemente, a geração ou não de luz.

A versatilidade das lâmpadas de LED pode ser vista na evolução da sua aplicação: antes utilizadas apenas em chips de computadores, pequenos aparelhos domésticos e painéis eletrônicos, nos últimos anos esses dispositivos começaram a ser empregados mais efetivamente na iluminação pública, na decoração externa de prédios, hotéis, sendo introduzidos na iluminação residencial. No Brasil, já existem instalações que ostentam esta moderna tecnologia em seu design de iluminação, como a Ponte Estaiada Octávio Frias de Oliveira, localizada em São Paulo (veja os detalhes do projeto na segunda parte desta obra, dedicada à apresentação de cases).

Características e particularidadesCom as lâmpadas de LED, a iluminação

moderna ganhou uma nova dimensão ao proporcionar uma tecnologia que se encaixa a duas necessidades prementes dos dias atuais. A primeira delas refere-se ao uso mais eficiente da energia elétrica, garantindo construções mais sustentáveis: com o crescimento exacerbado das cidades e a necessidade de iluminar vias, outros recintos urbanos e até mesmo o interior das instalações, consome-se elevados índices de energia elétrica, situação que os LEDs prometem resolver, pois as


cap

ítu

lo

1


LEDsA chegada da luz de alto desempenho

Figura 39 – Alguns modelos de LEDs encontrados no mercado

Quadrado 8x8 mm

Redondo ø 5 mm LED tipo Piranha

Redondo ø 3 mm

Luz

Orifícios

Tipo-p Tipo-n

Rec

ombi

-n

ação

Elétrons

Faixa de condução

Nível Fermi

Espaço entre faixas

Faixa de Valência

Figura 40 – Fluxo da corrente elétrica no LED

lâmpadas convertem em luz até 40% da energia elétrica que consomem, enquanto uma lâmpada incandescente converte em luz apenas 5% da energia elétrica, liberando o restante em calor.

A segunda necessidade atendida pelos LEDs na iluminação de espaços urbanos e ambientes internos diz respeito à redução do impacto no meio ambiente, uma consequência do primeiro benefício. Seu apelo ecológico apóia-se em dados comprovados durante testes realizados por fabricantes, a saber:

• 1 Quilowatt/hora de eletricidade gera uma emissão de 0,6 quilo de CO2;

• Supondo que uma lâmpada fique acesa 10 horas por dia: uma lâmpada incandescente de 40 Watts geraria 90 quilos de CO2 por ano contra 28 quilos de CO2 gerados por um equivalente de LED no mesmo período;

• A vida de uma lâmpada de 40 Watts incandescente é de 1.000 horas, enquanto uma lâmpada LED produz luz por mais de 50.000 horas, 50 vezes mais que uma incandescente, oferecendo ainda baixo custo de manutenção;

• LEDs também são construídos com materiais atóxicos: não contêm Mercúrio, material que compõe as lâmpadas fluorescentes.

Encorajados por novas leis, pelos custos em disparada da energia, bem como por preocupações quanto aos gases causadores do efeito estufa, grandes fabricantes do setor de iluminação têm investido de forma agressiva para tê-la em seus portfólios e apressam-se em participar de instalações ao redor do mundo. Um estudo da

consultoria norte-americana NextGen Research revela que o mercado para LEDs vai crescer expressivamente ao longo dos próximos cinco anos, impulsionado por oferta de iluminação mais potente e barata. Entre 2009 e 2013, o segmento deve crescer 22% ao ano, e levar esse mercado a 33 bilhões de dólares.

Apesar das vantagens descritas e do entusiasmo que cercam os LEDs, o fator mais relevante envolvendo os dispositivos ainda é a eficiência energética, pois eles oferecem quase a mesma eficiência que a lâmpadas fluorescentes compactas, consumindo bem menos energia. (Fig. 41)

Eficiência energéticaPodemos classificar os LEDs em duas categorias:

de baixa potência e de alta potência. Os LEDs convencionais ou de baixa potência apresentam:

• Encapsulamento de cinco milímetros (em geral);

• Potências em torno de 0,1 Watt;

• Baixa corrente (~20mA) e baixa tensão (3,2 VDC);

• Baixa intensidade luminosa (2 a 4 lúmens).

Entre as características dos LEDs de alta potência, pode-se enumerar:

• Suas potências mais usuais são 1Watt ou 3Watts;

• Corrente elétrica mais alta (tipicamente 350mA);

• Produção de 40 a 100 lúmens por Watt;

• Excelente controle óptico;

• Baixa depreciação do fluxo luminoso ao longo de sua vida útil;

• Tempo instantâneo de religamento e ignição;

24



cap

ítu

lo

1

Figura 41 – Estrutura do LED convencional e seus componentes

Catodo (-ve)

LED (chip)Leadframe

fio de ligação em chumbo

Luz emitida

Anodo (+ve)

Epoxy transparente ou colorido

Lente Plastica

Figura 42 – LED de alta potência

Terminal Catodo

Fio de Ouro

Aleta de Dssiipação

Base de montagem de silício com proteção

contra ESD

Conexão po solda

Encapsulamento de silicone

Chip Semicondutor

InGaN

• Resistência à vibração e choque mecânico, pois utiliza tecnologia de estado sólido, portanto, sem filamentos, vidros, e outros componentes frágeis;

• Ausência de Mercúrio ou outros metais pesados em sua composição;

• Baixa propagação de calor e não emissão de raios ultravioleta.

No campo das características ópticas, os LEDs apresentam elevada seletividade espectral, elevada estabilidade óptica e uma gama de temperaturas de cor disponíveis: branco frio (5.300K); branco neutro (4.000K) e branco quente (3.150K).

No que se refere aos atributos elétricos, a energia gerada em um LED é dissipada como luz e calor. A luz é emitida a partir do chip semicondutor e irradiada em todas as direções, porém, não irradia calor como uma lâmpada convencional. O calor gerado é retido no interior do LED e é eliminado através do dissipador de calor, evitando falhas no dispositivo. Os LEDs não emitem radiação IV (infravermelho) ou UV (ultravioleta) na luz visível.

Um LED de alta potência apresenta uma construção mais complexa que o modelo convencional, garantindo melhor performance em aplicações que necessitam de maior confiabilidade. Seu principal componente é o chip semicondutor, fixado a uma base de silício através de conexão por solda e encapsulado em silicone. Além destes componentes, possui também fios de ouro para condução da corrente elétrica, aletas de dissipação de calor e terminais ânodo e catodo. Todo o conjunto é envolvido por uma lente plástica. (Figura 42)

Para manutenção da eficácia luminosa desses dispositivos, a temperatura de junção e a corrente elétrica que alimenta as lâmpadas, como mostrado nas figuras 43 e 44, são considerados fatores-chave.

A elevada estabilidade da temperatura assegura uma depreciação relativamente reduzida do fluxo luminoso, mesmo quando se consideram temperaturas de junção (Tj) bastante elevadas. Como a temperatura é destrutiva, os LEDs devem ser muito eficientes para minimizar emissão de calor e, normalmente, são montados em um dissipador. (Fig. 45)

A corrente elétrica que alimenta o LED é um segundo aspecto a ser considerado. A quantidade de luz emitida por um LED é conhecida como fluxo luminoso e é medido em

lúmens (lm). O fluxo luminoso depende da cor e da densidade de corrente elétrica: quanto mais corrente o chip semicondutor do LED pode administrar, mais fluxo luminoso será emitido. A diferença de fluxo luminoso entre LEDs pode trazer como consequência uma iluminação não uniforme, podendo causar manchas na superfície iluminada.

LEDs de alta potência podem produzir de 25-120 lm com correntes de 350-1000 miliAmperes (mA). Essa corrente é administrada por um dispositivo auxiliar conhecido como “driver”, que desempenha um papel duplo nos sistemas formados por LEDs: regular a potência, controlando seu brilho e intensidade, e converter a corrente alternada da rede de energia em corrente contínua, produzindo uma corrente contínua de saída para o LED. (Fig. 46)

A eficácia de um sistema LED é definida pelo fluxo luminoso (lúmens) produzido pelo sistema,


cap

ítu

lo

1


Figura 43 – Temperatura de junção

Figura 44 – Corrente elétrica

Figura 45 – Dissipador

Corrente(Mantendo corrente constante)

Temperatura de Junção(Mantendo corrente constante)

100% a 25°C

Queda Eficiência

Queda de 10% com variação

de 30°C

Temperatura de Junção Tj

Flux

o L

umin

oso

Rel

ativ

oFl

uxo

Lum

inos

o R

elat

ivo

Dissipador de Calor

dividido pela potência de entrada do sistema (Watts) e é expressa em lm/W (lúmens por Watt).

Vida útilOs LEDs são pouco suscetíveis a envelhecimento

se operados a baixas correntes e baixas temperaturas - muitos dos LEDs produzidos nas décadas de 1970 e 1980 ainda estão em funcionamento hoje.

Em iluminação com esses dispositivos, necessita-se de alta densidade de corrente, o que acaba traduzindo-se em uma temperatura elevada na junção do semicondutor. Essa junção tem uma temperatura de trabalho em torno de 65° Celsius, que quando excedida provoca a depreciação do lúmen e consequente redução da vida útil (em geral especificada pelos fabricantes de lâmpadas e luminárias LED entre 25.000 a 100.000 horas)

– equilibrar essa temperatura, aliás, é um dos grandes desafios dos fabricantes de componentes e lâmpadas de LED. A luz emitida é fria, pois não há emissão de raios UV e IV, e os objetos iluminados não são expostos ao calor, favorecendo a iluminação de objetos sensíveis como obras de arte. Os próprios LEDs (e, portanto, todo o módulo) são aquecidos, contudo, pelo processo através do qual a luz é gerada. Este calor deve ser transportado para longe dos LEDs, pois a vida de um módulo depende da temperatura na qual é operado. Quanto mais fria, maior será a vida útil e mais brilhantes serão os LEDs. Curiosamente, com a correta proteção, por exemplo, de envoltórios de silicone, os dispositivos podem ser aplicados em refrigeradores. Como se percebe, os LEDs são robustos, à prova de vibração e não estilhaçam, e se forem utilizados corretamente, a umidade também não será um problema, pois não é o LED, mas sim as diversas peças metálicas, conectores e componentes eletrônicos sensíveis nos módulos de LED que podem corroer e levar à falha do módulo. (Fig. 47)

Todas as fontes de luz elétrica diminuem a quantidade de luz emitida ao longo do tempo, num processo conhecido como depreciação de lúmens. As lâmpadas incandescentes, por exemplo, perdem entre 10 e 15% da quantidade inicial de lúmens ao longo de mil horas de vida. As lâmpadas fluorescentes compactas perdem até 20% da quantidade inicial de lúmens durante as 20.000 horas de vida e as fluorescentes de alta qualidade (T8 e T5) perdem em torno de 5-10%. Os LEDs podem emitir luz até 100.000 horas, porém a quantidade de luz emitida não será suficiente para a maioria das aplicações. Hoje, os LEDs de

26



cap

ítu

lo

1

Figura 47 – Depreciação

Figura 46 – Driver

Depreciação ao longo da Vida (Mantendo corrente constante)

Flux

o L

umin

oso

Rel

ativ

o %

1.000.000100.000

Temperatura ambiente

10.0001.0005

60

70

80

90

5152535455565

100

Horas

alta potência que emitem luz branca mantêm com eficiência entre 70 e 80% do seu fluxo luminoso durante 50.000 horas de vida, segundo dados do departamento norte-americano de iluminação (DOE, por sua sigla em inglês).

Uma vez que em condições normais de funcionamento os LEDs não se apagam por completo, foi necessário encontrar uma forma de quantificar o seu tempo de vida útil. A ASSIST (Alliance for Solid-State Illumination Systems and Technologies, estabelecida em 2002 pelo norte-americano Lighting Research Center) determinou que 70% é o limiar a partir do qual é possível ao olho humano detectar uma redução de fluxo luminoso. Isso está relacionado com a integração logarítmica do nosso olho, menos sensível a variações nos níveis de fluxo mais elevados. Assim, ficou especificado que uma redução efetiva de 30% do fluxo luminoso em relação ao valor inicial define o fim do tempo de vida útil de um LED, mas isso ocorre em apenas 10% dos LEDs. Em outros termos: quando se diz que um LED atingiu o fim de vida às 60.000 horas, estamos na prática dizendo que ele ainda tem pelo menos 70% de seu fluxo luminoso inicial. É importante salientar que este nível de depreciação apenas se verifica para situações extremas, tipicamente caracterizadas em termos de corrente e temperatura na junção do LED. (Fig. 48)

CoresA determinação de cores na produção de luz nos

LEDs se dá pelo tipo de chip utilizado, que produz luz monocromática nas cores azul, verde e vermelha. A eficiência do LED também está nesta produção monocromática, ou seja, diferente de outras fontes de luz que produzem cores através da filtragem da luz

branca, os LEDs utilizam toda a energia consumida para a produção de uma única cor.

Os materiais semicondutores utilizados para a construção dos LEDs são o Gálio (Ga), o Arsênico (As), o Índio (In), o Fósforo (P), o Alumínio (Al) e o Nitrogênio (N). Combinados, produzem luz de diferentes cores e eficiências. As principais combinações de materiais são AlInGaP (fosforeto de alumínio-índio-gálio), que produzem as cores vermelha e âmbar, e InGaN (nitreto de índio-gálio), que produzem as cores azul, verde e ciano. A cor específica emitida pelo LED depende dos materiais utilizados para construir o diodo.

Com cores vibrantes e saturadas sem filtros (emite comprimento de onda monocromático, que significa emissão de luz na cor certa, tornando-as mais vivas e saturadas), longa duração e flexibilidade de instalação, a iluminação com emprego dos LEDs é considerada das mais ideais para realçar as paisagens urbanas. Eles permitem o controle dinâmico da cor, pois com a utilização adequada pode-se obter um espectro variado de cores, incluindo várias tonalidades de branco.

Apesar da ampla gama de soluções e cores que permite trabalhar, quando surgiram os LEDs apresentavam apenas a cor vermelha, com baixa intensidade luminosa (1 milicandela). O LED de cor amarela foi introduzido no final dos anos 1960 e, por volta de 1975, surgiu o primeiro LED verde – com comprimento de onda ao redor de 550 nanometro (nm), o que é muito próximo do comprimento de onda do amarelo, porém, com intensidade um pouco maior, da ordem de algumas dezenas de milicandelas.


cap

ítu

lo

1


Figura 48 – Vida útil dos módulos de LEDs

Temperatura

Corrente Queda

QuimicaUmidade

Influênciamecânica

LED Vida útil deaté 50.000 h

Embora a vida útil de um LED seja longa, esta depende e é influenciada

por diversos fatores.

Durante os anos 1980, com a introdução da tecnologia Al ln GaP, os LEDs de cores vermelha e âmbar conseguiram atingir níveis de intensidade luminosa que permitiram acelerar o processo de substituição de lâmpadas, principalmente na indústria automotiva. Somente no início dos anos 1990, com o surgimento da tecnologia InGaN, viabilizou-se o LED com comprimento de onda menores nas cores azul, verde e ciano. Essa tecnologia permitiu também o surgimento do LED branco, que se apresenta nas temperaturas de cor 2.700K, 3.300K, 4.700K, 5.400K e 6.500K.

A luz branca é produzida através da filtragem da luz azul em chip específico, o que ocorre através de uma camada de pó igual ao utilizado nas lâmpadas fluorescentes, adicionado a epóxi neutro. (Fig. 49)

Existem duas maneiras de se produzir luz branca utilizando LEDs: a primeira é utilizá-los individualmente emitindo as cores primárias e

misturando-as; a segunda é usar um material de revestimento (por exemplo, o fósforo) para converter a luz de um LED monocromático azul ou UV para um espectro mais amplo de luz branca, da mesma forma que uma lâmpada fluorescente.

Em comparação com outras fontes de luz, os LEDs são mais eficientes que as lâmpadas incandescentes e halógenas, porém, menos eficientes que as lâmpadas fluorescentes no que diz respeito à luz branca. Além de produzirem mais luz por Watt que as fontes convencionais, os LEDs podem emitir qualquer faixa do espectro, são pequenos e podem ser instalados em uma placa de circuito impresso; ligam, desligam e religam imediatamente; e são ideais para aplicações de ligamento e desligamento repetitivo, pois isso não os degrada. Essa tecnologia também pode ser dimerizada por PWM ou reduzindo-se a corrente de alimentação, irradiam pouco calor, podendo ser projetada para focar e distribuir a luz na forma que se desejar.

No que se refere à alta eficiência da luz branca, essa tecnologia traz consigo mais vantagens, mas pode ser comparada a outras duas existentes: as lâmpadas de vapor metálico e as fluorescentes. As lâmpadas de vapor metálico são marcadas pela alta eficiência (lm/W); ampla faixa de temperatura ambiente; alta geração de calor; bom controle óptico; longa vida útil; significativa depreciação do fluxo luminoso ao longo da vida; tempo de ignição e religamento relativamente longos; contém Mercúrio em sua composição e emite raios UV. (Fig. 50)

As lâmpadas fluorescentes se caracterizam pela alta eficiência (lm/W); pequena faixa de temperatura ambiente; baixa geração de calor; difícil controle óptico; longa vida útil; pequena depreciação do

28



cap

ítu

lo

1

Figura 50 – Temperaturas de cor

LED azul (chip)

Epoxy com fósforo

Epoxy normal

fio de ligação

Luz emitida é uma combinação de LED e fósforo

Figura 49 – Operação do LED branco

V = VerdeGreen 505nm Y = Yellow (InGaAIP) 587nm

O = Orange (InGaAIP) 606nm

A = Oran.Red (InGaAIP) 617nm

S = SuperRed (InGaAIP) 630nm

H = HiperRed (GaAIP) 645nm

T = TrueGreen (InGaN) 525nm

P = PureGreen (InGaAIP) 550nm

G = Green (InGaAIP) 670nm

B = Blue (InGaN) 470nm

B = Blue (InGaN) 496nm

VERDE

AZUL

AMARELO

LARANJA

LARANJA ESCURO

VERMELHO

fluxo luminoso ao longo da vida; tempo de ignição e religamento instantâneos; usa Mercúrio em sua composição e emite raios UV. (Fig. 51)

Mal nos acostumamos à tecnologia dos LEDs convencionais já se fala nos diodos emissores de luz orgânicos (OLEDs, por sua sigla em inglês), que utilizam gás carbônico em sua composição. Propalados como o futuro em vários campos da tecnologia como alternativa aos LCDs em tevês e monitores ou às lâmpadas incandescentes e fluorescentes, apresentam menor consumo de energia e brilho superior ao do LED inorgânico. Entre as vantagens do OLED estão a fabricação em substratos flexíveis e em conjuntos densos e interconectados, o que torna possível sua instalação em superfícies irregulares, na forma de tetos ou paredes totalmente iluminadas e até mesmo em janelas semitransparentes. A nova tecnologia utiliza um processo chamado crescimento epitaxial, gerando LEDs com dimensões até 100 vezes menores do que era possível até agora.

A animação em torno dos OLEDs ocorre também pela possibilidade de sua fabricação rápida em larga escala, onde a deposição dos materiais emissores de luz é feita sobre um material plástico utilizando um processo similar à impressão jato de tinta. Entretanto, os OLEDs têm dois problemas a serem resolvidos: custo elevado e a equalização da pureza excessiva de sua luz, que dá aos objetos iluminados uma aparência fria e não natural, e pode causar problemas como desconforto e fadiga visual. Por seu elevado custo, não há informações sobre a chegada de produtos baseados nesta técnica ao mercado. (Fig. 52)

Viabilidade econômicaA despeito de tudo o que se divulga como

benefício e evolução acerca da tecnologia de LEDs, sua adoção oferece desafios mais complexos do que a velha, mas ainda popular, engenhoca de Edison, devido ao alto custo para implementação em larga escala. Um fator que tem feito as empresas fabricantes investirem forte em pesquisas para iluminação com LEDs é a alta qualidade que eles proporcionam. Todavia, até que o processo de fabricação torne-se mais barato, essas lâmpadas não devem chegar ao público geral, encontrando grande potencial na iluminação de espaços urbanos. Para isso, os LEDs precisarão ter seu modo de produção alterado, pois o que encarece seu uso são os materiais utilizados no processo de fabricação.

Para os fabricantes de lâmpadas, há outra questão a ser equacionada. Seus negócios foram construídos com base em clientes que substituem lâmpadas regularmente. O dilema é: como alcançar lucros quando as novas formas de iluminação duram regularmente cerca de 50 a 100 vezes mais tempo que uma lâmpada comum? As lâmpadas fluorescentes compactas, que usam menos de um terço da energia e duram até 10 vezes mais, substituíram as incandescentes em muitas residências e escritórios há muitos anos e, por força de lei, estão sendo colocadas em espaços públicos urbanos. Mas o setor de iluminação parece convencido de que as lâmpadas de LED, ao alcançarem baixo custo e larga escala de produção, serão o substituto preferencial das incandescentes nesses espaços e também nas residências.


cap

ítu

lo

1


Figura 51 – Eficiência da Luz Branca

Figura 52 – Estrutura dos OLEDs

Comparação da Eficiência em Lumens

8.000

40% da vida útil

Horas de operação

Lum

ens

4.000 12.000 16.000 20.000

400W Vapor Metálico

320W Vapor Metálico

400W Fluorescente20.000

25.000

30.000

35.000

40.000

45.000

50.000

Catodo

Camada Condutora (moléculas

orgânocas ou polimeros)

Camada Emissora (moléculas

orgânocas ou polimeros)

Anodo

Substrato

O objetivo primário de um plano diretor de iluminação urbana é identificar todas as formas de iluminação existentes para contribuir com a dinâmica da cidade e assegurar uma operação harmoniosa à imagem local. Para alcançar esta harmonia, é importante avaliar os aspectos visuais, legais, gerenciais e econômicos da cidade, uma vez que a luz é o ponto central e um consumidor de energia. A finalidade do plano diretor de iluminação é ser um guia para equilibrar a energia, o consumo e os benefícios de se ter uma cidade atraente, e ainda:

• Prover segurança aos indivíduos e propriedade aos espaços urbanos durante o período da noite;

• Enfatizar a estrutura e a identidade de um espaço específico e incrementar sua imagem;

• Incrementar a atratividade do ambiente urbano para seus moradores através da iluminação funcional e arquitetônica;

• Tornar o ambiente urbano um local prazeroso à noite, aumentando as oportunidades de entretenimento e enriquecendo a qualidade de vida urbana através da boa iluminação de um ambiente;

• Ajudar a criar uma dinâmica na imagem da cidade;

• Estimular proprietários de comércio a manter limpas as fachadas de seus prédios para aumentar a atratividade da cidade.

A iluminação está intimamente ligada à dinâmica da economia noturna de uma cidade, sendo estreita a relação entre os investimentos na alta qualidade da iluminação e a capacidade de uma cidade em atrair e reter visitantes. Incrementar esse aspecto da área urbana e dar a ele uso criativo e correto beneficia todos os cidadãos: moradores locais; visitantes; proprietários de prédios; instituições culturais e sociais; empresas prestadoras de serviços e varejistas; políticos e ambientalistas. Estudos de viabilidade econômica sugerem que investir em iluminação pode impactar positivamente o crescimento dos gastos per capita de uma cidade.

Para que um plano diretor de iluminação amplo possa tornar-se um documento viável e de longo prazo, é preciso que se faça:

• Uma análise detalhada da área urbana existente ou a ser formada. Essa etapa requer um trabalho profundo de pesquisa envolvendo uma avaliação macro e micro da região, identificação de construções e estruturas por função, condições existentes de iluminação e levantamento de potenciais desenvolvimentos para o futuro que podem vir a propor mudanças de pontos de vista. Este processo é importante para que o lighting designer realize um planejamento “sentindo” a cidade, sua morfologia, suas características visuais e, principalmente, sua vida.

33Plano Diretor de Iluminação Urbana

cap

ítu

lo

2


CAPÍTULO 2Plano Diretor de Iluminação Urbana

• Realizar uma consulta a figuras de expressão dos setores público e privado para assegurar o sucesso do planejamento, o que deve ser uma das primeiras ações relacionadas ao plano diretor. O objetivo é assegurar o comprometimento de todas as partes.

• Colaboração estreita com o órgão responsável por prover energia e manutenção à iluminação pública e identificar a legislação de iluminação local, bem como códigos obrigatórios, critérios de energia e regras ambientais.

• Estabelecer um conjunto de políticas de iluminação que sejam viáveis ao governo local como uma extensão do plano gestor ou alternativa de sistema regulatório.

Planos diretores de iluminação são comandados, com frequência, por lighting designers ou gestores urbanos que identifiquem oportunidades de substancial melhora na apresentação noturna da cidade ou de determinado espaço desse local. A motivação para incrementar a imagem noturna de uma cidade frequentemente é guiada pelo orgulho cívico, investimento de verbas adicionais, ou como resposta a um evento em particular, como ser sede de um acontecimento esportivo de importância local, nacional ou mundial. Uma vez que o plano diretor de iluminação esteja em execução, em última análise, que a iluminação esteja em pleno funcionamento, é adequado que o lighting designer mantenha seu comprometimento e seja um consultor durante a produção do plano.

Conceitos, definições e metodologiaO propósito primário da iluminação urbana é

prover iluminação suficiente para a clara percepção

do ambiente e para facilitar a orientação, segurança e proteção dos indivíduos e condutores de veículos. Este aspecto da iluminação urbana está relacionado às ruas, túneis, quadras, aeroportos, estações de ônibus e metrô, e estacionamentos. Outro propósito da iluminação é incrementar o ambiente urbano e enfatizar os valores estéticos como a arquitetura, os parques e as paisagens.

Um plano diretor de iluminação para a área urbana é uma forma de integrar todos esses aspectos, complementando-os mutuamente e levando em consideração a iluminação funcional básica, a estética, e os aspectos emocionais provocados pelo design de iluminação. O plano tem importância nacional e é valioso para as cidades por garantir seu uso saudável e inteligente, e além de prepará-las para necessidades futuras de seus cidadãos.

É importante considerar que a imagem noturna das principais cidades de uma nação pode variar e ser caracterizada com diferentes tipos de design de iluminação. Dentre as questões que devem ser levantadas para a definição do tipo de abordagem a ser utilizada no plano diretor, podemos considerar os seguintes critérios:

• Identidade urbana (se é uma cidade histórica ou moderna);

• Vocação turística;

• Comércio e diversão;

• Educação, cultura, artes.

A iluminação está intimamente ligada à infraestrutura de distribuição elétrica de uma cidade, o que formalmente atende apenas ao lado funcional, mas passou a englobar também a iluminação

34


Plano Diretor de Iluminação Urbana

cap

ítu

lo

2

arquitetônica, que fundamentalmente determina o ambiente urbano. A perspectiva global da iluminação urbana pode ser definida por dois grupos:

Funcionalidade da iluminação: a iluminação tem que ser harmônica com os ambientes para refletir a natureza da área. Uma lista de funcionalidades da iluminação deve incluir tráfego e transporte; áreas para pedestres; áreas para esportes; áreas comerciais; áreas industriais; iluminação de interiores; painéis de publicidade e luzes para festivais e entretenimento.

Iluminação arquitetônica: o plano diretor deve envolver a iluminação sob uma perspectiva tridimensional da área urbana. Essa iluminação é usada por elementos urbanos como obras de engenharia civil; construções de valor histórico; construções contemporâneas (prédios comerciais, industriais, administrativos, culturais e educacionais); estruturas (pontes, viadutos e torres); sítios naturais ou construídos como parques, jardins, áreas verdes; áreas para pedestres e paisagismo, provendo-lhes significado social e estético.

Uma cidade é reflexo das atividades culturais de uma comunidade e as pessoas são parte dessa dinâmica. É por isso que as comunidades devem ser consultadas para um plano diretor de iluminação. Para satisfazer funcionalmente, economicamente e socialmente as necessidades subjetivas de atração dos visitantes, a iluminação é essencial para prover:

• Sensação de segurança e de bem-estar para cidadãos e investidores do ambiente urbano;

• Luz às paisagens e às principais artérias de tráfego de veículos para ampliar a visibilidade através da cidade e facilitar a percepção e orientação em escala urbana;



cap

ítu

lo

2

Ilumin

ação Arq

uitetônicaIlu

min

ação

Fu

nci

onal

Tráfeg

o/ Tran

sporte

• Ru

as, praças e tún

eis

• Estações de ôn

ibus e tren

s

• Portos, aeroportos, etc.

Áreas para pedestres

• Ruas

• Praças

• Áreas com

erciais, etc.

Áreas para prática esportiva

• Estádios• Áreas para prática de futebol

• Áreas para golfe, etc

Áreas industriais

Áreas comerciais

• Feiras

• Shoppings, etc.

Ilumin

ação d

e inter

iores

Publ

icid

ade

• An

únci

os d

esta

cado

s

em lu

min

osos

e pr

ojet

ores

de f

oco

aber

to

En

tret

enim

ento

• Fes

tiva

is • s

how

s • P

arq

ues

de

div

ersã

o

Edi

fíci

os(h

istó

rico

s e

con

tem

porâ

neo

s)

• Pal

ácio

s• C

aste

los

• Tem

plos

relig

ioso

s

• Áre

as h

istó

ricas

• Préd

ios co

merc

iais

• Préd

ios in

dustriais

• Préd

ios admin

istrativ

os

• Prédios

cultu

rais

• Prédios educacionais

Obras de arte (Históricas e contemporâneas)• Monumentos• Fontes• Esculturas, etc.

Construções (Históricas

e contemporâneas)

• Torres

• Pontes

• Viadutos.

Elem

entos de paisagem

• Parqu

es

• jardins

• pedras

• áreas de lag

os ou rios, etc.

PLANOMESTRE DE

ILUMINAÇÃO URBANA

Figura 53 - Aspectos englobados pela iluminação urbana

• Enfatizar o caráter ou a identidade da cidade para destacar pontos selecionados do ambiente;

• Revelar a beleza de uma cena noturna e criar novos efeitos comparados à luz do dia;

• Criar um clima adequado para socialização e interação entre os indivíduos.

Estrutura do plano diretorPlanos diretores de iluminação precisam ser

comandados por um profissional focado e com visão holística do projeto, além de serem vistos como uma estrutura que carece de elementos variados de iluminação, criando um ambiente adequado para determinadas áreas. Iniciativas individuais ou falta de coordenação devem ser desencorajadas, sob pena de serem contraproducentes à viabilização

do plano diretor de iluminação. Como ponto de partida, pode ser útil introduzir conceitos de escala, como área total da cidade, distritos, espaços em particular, entre outros. Os estágios de um plano de iluminação podem ser vistos na figura 53.

AnáliseQuando se prepara um plano diretor, o primeiro

estágio é o processo de levantamento de dados. Essa fase exige um estudo apurado e detalhado em toda a área urbana ou na parte da cidade em que se concentra o projeto. Os dados obtidos nesse processo serão a base de trabalho do lighting designer.

Na análise das características de uma cidade, fatores como o tamanho de novos e velhos núcleos de população devem ser considerados em primeiro lugar. Por exemplo, as cidades frequentemente oferecem duas ou mais características distintas, devido às diferenças históricas e contemporâneas. Neste caso, os planos diretores de iluminação têm que ser desenhados para cada região em separado, enfatizando as características distintas das mesmas.

Funcionalidade da iluminaçãoAnalisando a iluminação de uma cidade,

os aspectos funcional e arquitetônico carecem ser analisados em conjunto. Os componentes essenciais da utilidade da iluminação são as principais artérias de tráfego, rodoanéis, vias secundárias, cruzamentos; praças; vias e áreas para pedestres e para ciclistas; principais acessos à área central da cidade; e áreas esportivas, comerciais e industriais.

É importante iluminar as redes de transporte de uma cidade não apenas para a visibilidade


36 Plano Diretor de Iluminação Urbana

cap

ítu

lo

2

Figura 55 - Análise da área urbana

Análise

Análise da cidade ou de regiões da cidade,

para o caso de grandes metrópoles

Análisede distritos

Análisede elementosindividuais

Análiseda iluminação

existente

Objetivos

Processode design

ConsultasAprovações

Criação do conceito de

luminosidade(abordagem

técnica e estética)

Decisões para o plano mestre de

iluminação

Considerações sobre o

meio ambiente

Desenho da soluçãode iluminação(uso da energia

e design de iluminação)

Finanças, manutenção e

processo de implementação

Custos de capital

Custos operacionais

Operação, gestãoe sistema de controle

da iluminaçãoda cidade

Planejamento para implementação da

iluminação

Estágios de um plano diretor de iluminação urbana

Figura 54 - Estágios de um plano diretor de iluminação noturna

noturna, mas também para a segurança do tráfego. A iluminação de rodovias envolve uma diversidade de fatores como a largura da via, capacidade de tráfego e estruturas ou prédios que constituem símbolos para a cidade. Iluminar as cidades considerando essas características e valores ajuda as pessoas a lerem o layout urbano.

Os mais importantes componentes da iluminação arquitetônica são os recursos naturais, construções e estruturas como fontes e monumentos, além dos conjuntos de paisagens. Sua função, forma arquitetônica e valores históricos e contemporâneos contribuem para o simbolismo da cidade, uma vez que muitas metrópoles têm um caráter especial por sua topografia ou áreas naturais que as tornam especialmente atraentes – em alguns casos, são eles os principais fatores que determinam a estrutura

e a fixação de uma cidade, como por exemplo as cidades de Veneza, na Itália e Amsterdã, na Holanda, cortadas por canais ou por rios, como a cidade brasileira de São Paulo. Esses recursos naturais são importantes para criar a identidade da cidade, e precisam ser contemplados em qualquer plano diretor do ambiente urbano (Fig. 56)

Imagem e identidade da cidadeA imagem noturna de uma cidade ou de um

povoado é um importante fator na construção de sua identidade. Recursos naturais como montanhas, vales, colinas e rios, entre outros, juntamente com as principais estruturas arquitetônicas locais, marcos artísticos e a inserção na alta tecnologia, são aspectos que contribuem para a construção dessa imagem e da silhueta de uma cidade. A iluminação



cap

ítu

lo

2

Figura 56Elementos arquitetônicos da cidade do Rio de Janeiro

Análise da área urbana total(Iluminação utilitária e arquitetônica)

Usuários da cidade Propriedades naturais

Imagem da cidade Identidade da cidadeEfeito silhueta da cidadePrincipais características

arquitetônicas do horizonte

Bairros

Hierarquia(entre prédios,

ruas, etc.)

Pontosde destaqueda cidade

Pontosde observação(mirantes)As melhores

vistas

Distânciasde observação

Elementos individuais

Iluminação existente

Objetivos

Figura 57 - Análise da área urbana

precisa refletir e transmitir essa identidade através da noite, sem prejuízos decorrentes da falta de planejamento e incorreta instalação.

Silhueta, marcos e mirantesO efeito silhueta de uma cidade é formado

por componentes naturais e construídos. As silhuetas de algumas cidades são compostas por elementos que podem ter o efeito de marcos, ou pontos de referência, como por exemplo o Big Ben em Londres, a Torre Eiffel, em Paris, ou o Cristo Redentor, no Rio de Janeiro. Com a ajuda da luz, tornam-se atraentes à noite, tanto quanto quando vistos à luz do dia.

Se existem muitos elementos em uma silhueta, é importante verificar os pontos de vista de curta e longa distância. As distâncias afetam os ângulos de visão e elementos da silhueta: se a distância é muito longa, as superfícies iluminadas são perceptíveis em sua iluminância total. Porém, muitas estruturas podem se amontoar na área de visão. Contudo, quando as distâncias são curtas, poucos elementos entram na imagem da silhueta e se há iluminação diferente entre eles, mais detalhes podem ser expostos.

No caso dos mirantes, pontos mais altos e que oferecem ampla visão da uma cidade, quando se está trabalhando na determinação da silhueta é importante escolher as direções e as vistas que formam uma imagem efetiva da região. A partir disso, ilumina-se os valores da cidade, que são determinados de acordo com o ângulo de visão para construir a silhueta vista de vários ângulos e direções durante o dia. (Fig. 57)

RegiõesA abordagem básica do plano diretor de

iluminação é estudar e analisar as características especiais e as diferentes funções da vida e da economia da cidade. A principal característica da cidade, seja ela histórica ou moderna, é determinada pelo conjunto formado por suas regiões. As características físicas das regiões consistem em diferentes componentes, texturas, espaço, formas, estilos de construção, símbolos, atividades, topografia e, nas áreas construídas, homogeneidade de fachadas, materiais, cores e ornamentos. Os nomes das regiões também ajudam na construção da sua identidade, mesmo quando o tema não está intrinsecamente relacionado ou contrasta com outras áreas da cidade.

Elementos individuaisJuntamente com a análise da cidade e de

suas regiões, se faz necessária uma detalhada análise individual de seus elementos. Os critérios para essa avaliação devem ser baseados em sua funcionalidade para a cidade; seu significado histórico; aparência; propriedades arquitetônicas; mérito artístico; efeitos de silhueta; perspectivas; distâncias; propriedades de construção (cores, formato, dimensões) e efeito promocional.

Processos projetuaisPor razões econômicas, gastos iniciais e de

operação dos elementos relacionados à iluminação têm que ser avaliados e priorizados de acordo com critérios como a importância histórica ou o mérito arquitetônico. Após uma detalhada análise da cidade, coletando informações sobre a iluminação e seus aspectos funcionais e arquitetônicos,



cap

ítu

lo

2

Figura 58: A Torre Eiffel, em Paris, tornou-se símbolo mundial da cidade

examinando a iluminação existente e lançando idéias sobre cenários a serem criados, algumas escolhas acerca do design de iluminação devem ser introduzidas.

Ao criar o conceito de pontos de vista da cidade, a utilidade da iluminação e a iluminação arquitetônica devem ser avaliadas em conjunto. Não se pode negligenciar o efeito que ambas proporcionarão às vias de circulação de veículos e às áreas para pedestres na percepção e uso da cidade. Diferentes luminâncias e áreas sombreadas desempenham papel efetivo na percepção de objetos tridimensionais.

Na iluminação urbana, é importante auditar e determinar valores apropriados de luminância para prover visibilidade. Ao negligenciar esses fatores, os níveis de iluminação frequentemente aumentam e essa elevação pode gerar situações negativas, tais como o maior gasto de energia elétrica e a poluição luminosa. Portanto, algumas restrições quanto à iluminação devem ser tomadas no âmbito do plano diretor.

Periferias da cidadeO brilho emanado pela periferia de uma cidade

e a luminância oferecida pelas construções de segundo plano a serem iluminadas precisam de análise para inclusão no plano diretor. Se a periferia e as construções de segundo plano estão na escuridão, é necessário um pouco de luz para tornar alguns edifícios mais iluminados. Se a periferia é brilhante, pode ser necessário dar um contraste entre as construções e seus arredores ou ainda, é possível usar contrastes de cores em vez de contrastes de luminância.

Cores da luz e aplicaçõesAs cores das luzes têm uma grande influência

sobre a qualidade da iluminação. Diferentes fontes de luz apresentam diferentes rendimentos de cor, e para comparar fontes de luz e rendimento de cores utiliza-se o Kelvin (K), a unidade de medida de temperatura das cores. Em caso de radiação de temperatura, essa é a medida acurada: lâmpadas com a mesma temperatura apresentam o mesmo rendimento de cor. No caso de lâmpadas de descarga de gás essa regra não se aplica, pois podem ocorrer diferenças na reprodução de cores mesmo que as lâmpadas sejam da mesma temperatura de cor ou ligeiramente diferentes. Alguns materiais da cor amarela apresentam, em geral, aparência natural sob a luz de lâmpadas de sódio de alta pressão. Porém, sob a mesma luz, materiais de coloração azul parecem desagradáveis. O uso de luzes coloridas para elementos arquitetônicos também depende da experiência e da influência cultural local. Diferentes cores às vezes apresentam respostas emocionais distintas em diferentes partes do mundo.

Poluição luminosaHoje é importante avaliar temas como estética,

consumo de energia elétrica, aplicabilidade, manutenção e economia sob a ótica da sustentabilidade no plano diretor. É nele que devem estar relacionadas tanto as vantagens quanto os custos relacionados ao design da iluminação, sua aplicabilidade, operação e manutenção.

Os custos de um sistema de iluminação estão relacionados fundamentalmente ao bom design, que deve ser feito com base no plano diretor considerando a determinação do número de



cap

ítu

lo

2

Figuras 62: Ofuscamento causado pela luz

Figuras 59,60,61: Variedade de arredores e periferia

elementos que serão iluminados e a medida de brilho para obtenção de uma vista atraente da área urbana, mantendo os níveis de iluminação com o mínimo consumo de energia.

Em todo projeto arquitetônico de iluminação exterior, para que não haja desperdício de energia ou poluição luminosa, é importante levar em consideração a iluminação do ambiente. A maior motivação de um plano diretor de iluminação é assegurar que as instalações exteriores não causarão poluição luminosa, brilho intenso à noite ou qualquer outra forma de transtorno. Os efeitos negativos advindos desses transtornos podem refletir em muitos aspectos da dinâmica da cidade, como comprometer a privacidade e a saúde dos moradores em suas residências, causa decorrente da invasão da luz advinda das fontes instaladas na rua.

Quando a definição e a instalação da iluminação exterior são mal projetadas, há a possibilidade de obter-se o efeito de brilho, que por sua vez também pode afetar negativamente o sentimento de segurança no domínio público. No sistema de transportes, por exemplo, uma consequência da iluminação excessiva de prédios é a distração dos motoristas, comprometendo a segurança do tráfego, ou ainda, dificultar a identificação da iluminação em aeroportos. Plantas e animais também podem se ressentir da iluminação excessiva quando as fontes de luz estão instaladas próximo das árvores, afetando o período de floração das plantas ou a atividade noturna dos animais.

Para evitar esses efeitos negativos, o design e a instalação da iluminação devem fazer uso apenas da iluminação para tarefas manuais, blindar a luz para que não brilhe acima do plano horizontal em

qualquer direção, distribuir iluminação a partir de luminárias que não emitem brilho, ou aplicar sensores de presença para que as luzes se apaguem quando não houver pessoas e dessa maneira aproveitar seus benefícios.

Uso da energia e considerações sobre manutenção

Qualquer plano diretor traz custos para o país ou cidade ao qual pertence, apesar das vantagens a que se destina. Por essa razão, este documento deve relacionar todas as despesas e considerar quatro estágios para a iluminação: projeto; aplicação; operação e manutenção.

Na etapa do design, os custos do sistema de iluminação são baseados na determinação do número de elementos, tais como prédios, instalações artísticas ou sítios naturais a serem iluminados para não produzir luz desnecessária. O correto design de distribuição de luminância para uma visão atraente do ambiente urbano mantém o nível das luzes ao mínimo e, se possível, aproveita energia renovável, como a energia solar, para se alimentar.

Na fase da aplicação dos sistemas de iluminação, as necessidades de equipamentos passam pela escolha das lâmpadas e o design das luminárias. As lâmpadas com alta eficiência de luminosidade, definida pela relação do fluxo luminoso/ energia utilizada pela lâmpada, devem ser priorizadas, e não se pode esquecer de fatores como a cor da luz, vida útil da lâmpada, facilidade de uso e preços. As luminárias, cujo tema tratamos no capítulo 1, precisam ter design adequado para oferecer proteção à lâmpada e ao entorno em que está para que a luz não interfira na dinâmica do local onde está instalada.



cap

ítu

lo

2

A operação da iluminação é essencial para a vida e para a utilização do ambiente urbano no período noturno, pois ela provê circulação aos condutores de veículos e aos pedestres, e precisa ser parte fundamental do plano diretor da cidade. As ruas da cidade, por exemplo, não devem ser avaliadas de forma isolada no plano diretor de iluminação: praças, cruzamentos, túneis e principais artérias são parte do ambiente construído pelo homem e diferem uns dos outros por fatores como capacidade; abrangência; tipos de veículos que circulam por eles; localização na cidade (na região central, em regiões históricas, comerciais, residenciais ou de entretenimento); e fatores ambientais. As ruas podem ser elementos de integração com o ambiente ao qual pertencem e, nesse caso, para haver harmonia, as luminárias empregadas para abrigar as lâmpadas precisam atender a requisitos de dimensões, formatos, altura, fixação, cores e conexões com as ruas. Adicionalmente, as luminárias e os postes precisam apresentar um estilo de design em consonância com os outros itens de mobiliário da rua, como os bancos.

Outro fator que pode influenciar na escolha dos equipamentos de iluminação urbana é a largura das ruas em relação a seu arredor. Em ruas estreitas, localizadas em regiões antigas e com circulação de pedestres ou a presença de estacionamentos para veículos, pode ser inadequado o uso de luminárias montadas em colunas. Nessas condições, pode-se lançar mão de luzes do estilo wall light ou do tipo catenária.

Ademais, se faz necessária a diferenciação das vias de acordo com suas propriedades para criar

uma hierarquia entre elas. Essa hierarquia pode ocorrer através das diferenciações de cor da luz, e não apenas pelo nível de iluminação ou modelos de equipamentos utilizados na iluminação, e propiciando a leitura do plano da cidade e colaborando para seu entendimento.

Espaços urbanosO design das áreas urbanas mudou e muito com

a presença de edificações como shopping centers, indústrias e áreas de concentração de pessoas, que foram separadas por zonas residenciais para criar ambientes mais seguros e esteticamente agradáveis. Nessas áreas, os equipamentos de iluminação recebem um design que lhes dá uma identidade única para não divergir da estética da região.

Os elementos visuais dominantes na área para pedestres são os prórpios, além do mobiliário da rua por onde transitam – os bancos, as lixeiras, os arranjos de plantas e as fachadas dos prédios. Para esses elementos, a iluminação vertical proporcionada pela luz artificial frequentemente tem um significado maior do que aquela iluminação feita na horizontal. Como as necessidades visuais dos pedestres se distinguem das necessidades dos condutores de veículos em muitos aspectos, tais como a menor velocidade de movimentos e a maior proximidade dos objetos, o padrão de superfície e textura dos objetos na rua e nas calçadas é relevante. Por essa razão, a iluminação urbana deve permitir aos pedestres discernir obstáculos e outros perigos próximos, e estar atentos aos movimentos de outros pedestres. Para essa finalidade, iluminar superfícies tanto na vertical quanto na horizontal e controlar o brilho são de suma importância. E para assegurar a locomoção dos pedestres com segurança nas



cap

ítu

lo

2

ruas, o mais indicado é a iluminação horizontal; a vertical é indicada para reconhecimento de faces.

PraçasEssas áreas são utilizadas para fins de lazer

como caminhadas, prática de jogos ao ar livre, realização de refeições, entre outras atividades, e precisam receber iluminação atraente. No caso das praças cercadas por prédios, fachadas iluminadas e janelas de andares inferiores de prédios que emanam luz dos ambientes internos, acrescenta-se mais iluminação às praças. Assim, algumas praças com áreas maiores podem experimentar um efeito de aumento de suas dimensões com a ajuda de elementos de iluminação. Contudo, esta iluminação deve evitar a poluição. (Fig. 63)

Iluminação de interioresMuitos prédios modernos foram concebidos

com fachadas de vidro, de modo a mostrar uma estrutura totalmente iluminada tanto à luz do dia quanto à noite. Esta iluminação torna a percepção

do ambiente diferente no que se refere ao tamanho e forma do edifício, a cor da decoração interior e a cor e tipo de lâmpadas e luminárias.

Iluminar painéis é uma boa forma de publicidade e pode agregar algo ao ambiente noturno urbano. Isso é especialmente verdade quando se trata de shopping centers. Em alguns casos, esses painéis devem ser atraentes para merecer uma iluminação especial, não apenas por sua vocação comercial ou para reforçar sua amplitude no ambiente urbano.

Elementos de publicidadeElementos de publicidade fazem parte do

mobiliário da cidade e requerem avaliação no contexto do design urbano. Eles têm características diferentes e podem ser aplicados a:

• Prédios (fachadas, telhados e, algumas vezes, como parte dos edifícios ou como peças adicionadas);

• Próximos a vias ou a praças públicas;

• Totens tridimensionais de publicidade;

• Locais de infraestrutura urbana (por exemplo, em estações de ônibus);

• Afixados em veículos.

Conforme a mudança na incidência da luz durante o dia, a aparência dos elementos de publicidade varia. Porém, muitos deles são visíveis de alguma maneira. Com o cair da noite, a visibilidade desses sinalizadores depende de iluminação interna e da luz que recebem do ambiente externo. Se bem gerenciados, os elementos podem tornar-se atraentes no contexto do ambiente urbano. Contudo, se a luz que emanam não for controlada, há possibilidade de terem efeito dominante na paisagem e mudar de forma negativa a



cap

ítu

lo

2

Figura 63: A iluminação noturna do Parque do Ibirapuera, São Paulo, é um dos exemplos do

bom aproveitamento da luz

vista da cidade por provocar ofuscamentos e poluição luminosa por excesso de luz.

Luzes de entretenimentoO “show de luzes” em eventos e festividades

é mais do que esperado pelas pessoas. Essas performances, que oferecem luzes e imagens coloridas e em movimento, ajudam a incrementar a atratividade da cidade. Localidades onde em que essas performances são permanentes, como em Las Vegas, nos Estados Unidos, os efeitos visuais criam uma boa interatividade com a imagem da cidade. Luzes festivas programadas como as de Natal ou Ano Novo iluminam de forma temporária tanto prédios quanto estruturas que, em geral, não são iluminados de forma mais efusiva. Essas exceções podem ser avaliadas no âmbito do plano diretor de iluminação. Os equipamentos de luz que afetam o visual da cidade nessas ocasiões podem ser projetados e instalados considerando as suas características gerais da cidade, bem como o contexto urbano e, de acordo com o plano diretor, o consumo energético.

Iluminação arquitetônicaA iluminação dos principais monumentos,

esculturas, elementos de infraestrutura (torres, viadutos, túneis) e dos prédios (comerciais, educacionais, palácios, castelos, hospitais, igrejas, entre outros), sejam eles históricos, clássicos ou contemporâneos, é relevante para o cenário urbano. O conceito do lighting design é ressaltar as características de um prédio. O design da instalação tem que ser harmônico com seus arredores, pois isso dará a impressão de segurança e proteção, encorajando as pessoas a frequentarem o local.

Qualquer que seja o tamanho ou a escala do trabalho, os aspectos abaixo devem ser considerados:

• Macro escala (meio ambiente);

• Condições do meio ambiente;

• Arredores e periferia;

• Disposição dos prédios;

• Estilo de construção (clássico, contemporâneo, convencional);

• Formas, volume e fachadas;

• Cores;

• Fatores de reflexão.

Após a obtenção de dados, e antes de realizar qualquer mudança ou implantar qualquer solução técnica em iluminação, é preciso estabelecer parâmetros de design de iluminação no que se refere a nível de iluminação; controle de luminância; contraste e uniformidade; modelagem; cor da luz; e controle de brilho.

Iluminação de paisagensNo desenvolvimento do plano diretor, os

elementos de paisagismo que formam uma importante parte do design da cidade, tais como parques, jardins, áreas verdes e fontes, precisam ser considerados. Muitas dessas áreas podem ser mais bem trabalhadas pelo design de iluminação do que edifícios e é importante planejar a iluminação para essas áreas de acordo com a localização que ocupam, sua funcionalidade e utilização (shows, feiras, circos, etc). É preciso atenção e evitar níveis desnecessários de iluminação, bem como a poluição luminosa; ademais, ao iluminar os arredores de prédios, áreas verdes e árvores não se pode exceder àquela iluminação das superfícies de prédios.



cap

ítu

lo

2

Os recentes desenvolvimentos na tecnologia de iluminação têm encorajado uma observação detalhada de como os recursos proporcionados pela luz artificial são usados em um projeto maior de design, tanto em residências quanto em jardins. A ampla oferta de equipamentos para prover luz, especialmente de modelos compactos, eficientes e que consomem menos energia, tornou prática e sustentável a iluminação de áreas verdes, e o crescimento da iluminação de áreas públicas provê exemplos inspirados de como a luz pode valorizar ou alterar completamente a aparência de prédios e estruturas.

As áreas verdes podem ser classificadas em públicas ou privadas. Analisando suas características, percebemos que as áreas públicas utilizam elementos arbóreos de maior volumetria, por questões de manutenção e custo de implantação; já as áreas privadas, usam tipos e volumes em maior diferenciação, quantidades e cores.

Enquanto sua função, tanto a iluminação em uma área verde privada quanto em área pública pode ser classificada em:

• Iluminação ornamental;

• Iluminação básica;

• Iluminação de tarefa;

• Iluminação de acesso; e

• Iluminação de segurança.

As áreas verdes públicas apresentam volumes e áreas maiores e estão inseridas no contexto da cidade, tais como áreas silvestres preservadas em parques naturais, projetos urbanísticos, paisagísticos, protegidas ou não. São áreas para os momentos de descanso, aproveitados para se reunir ao longo do dia. Os projetos de iluminação de parques públicos levam em consideração uma relação de volumetria: a definição volumétrica é obtida através da valorização dos elementos arbóreos e de elementos arquitetônicos existentes naquele espaço, procurando minimizar a observação das lâmpadas no parque para que, a determinada distância, se possa enxergar as árvores e não apenas as luzes. É importante haver uma valorização do paisagismo para obter uma iluminação urbana de acordo com certo alinhamento estético, criando esse momento na cidade. Outro aspecto considerado em um projeto de iluminação para parques públicos é percebê-los como ecossistemas, locais em que vários animais procuram moradia. Neste caso, a iluminação tem que ter boa relação com o habitat, para permitir que os animais não sejam perturbados e abandonem a área devido a uma iluminação em excesso, por exemplo.

As áreas verdes privadas são compostas por espaços residenciais ou edifícios comerciais, apresentam elementos arbóreos de pequeno e médio porte como árvores, arbustos e gramados,



cap

ítu

lo

2

Áreas VerdesPúblicas e Privadas



cap

ítu

lo

2

têm maior número de detalhamento dos elementos que as compõem e uma proporção em escala menor que a área verde pública. A iluminação de uma área verde privada tem como funções disponibilizar uma percepção noturna dos elementos arbóreos e paisagísticos presentes em locais privados, semipúblicos e públicos; tornar as áreas externas uma extensão das áreas internas, chamando-as de “salas externas”; e prover iluminação de segurança ou ambiental, com a capacidade de ser adaptável a momentos e a utilizações distintas do ambiente.

A iluminação específica da área verde privada, junto com os conceitos de paisagismo moderno, prevê a criação de projetos para áreas que são uma extensão das salas de estar das residências. A iluminação é utilizada para criar naquele espaço toda a vida que se gostaria de destacar, desenvolvendo um clima que pode ser dinâmico, introspectivo, acolhedor, entre outros. Porém, é preciso saber as prioridades e elencar uma hierarquia para esses elementos. E isso vale tanto para as áreas públicas quanto as privadas.

Na arquitetura de interiores, muitos projetos são desenvolvidos considerando a luz natural. O arquiteto de interiores define as prioridades sob o foco de como as pessoas farão a leitura daquele espaço. Com o cair da noite, a iluminação artificial naquele espaço interior tem a capacidade de acompanhar essa prioridade ou um momento diferente do ambiente quanto à percepção. A área externa também pode seguir essa tendência, e a luz ser usada como um instrumento para este fim.

Quanto mais elevado é o padrão cultural de quem está patrocinando o projeto de um espaço,

mais aberto a novas percepções o indivíduo estará. Cabe ao profissional de iluminação, o lighting designer, perceber se está indo de encontro ou ao encontro às expectativas de seu contratante.

Considerações de projetoAs funções paisagísticas são decorrentes da

relação entre o espaço, seus arredores e as pessoas nele inseridas, bem como os usos e os momentos em que as pessoas darão a ele e aos seus pontos de vista no que tange às paisagens criadas. O desenvolvimento da iluminação para áreas verdes privadas deve considerar, neste contexto, as quatro premissas do ambiente:

• Layout;

• Funções;

• Usos e momentos; e

• Pontos de vista, que devem ser interpretados como os pontos de visualização das pessoas.

O layout de um projeto paisagístico é a composição dos volumes e elementos arbóreos, criando espaços e ambientações distintas em seus volumes, cores e funções. É preciso considerar como é o desenho da área externa e detalhes dos elementos arbóreos, como por exemplo, se são altos ou baixos, volumosos ou estreitos. O projeto do paisagista tem que prever como os volumes vão se relacionar entre si e com aquele espaço.

Uma vez coletadas essas informações para o projeto, o lighting designer tem que entender quais são as funções da área que vai abrigar seu projeto. Quando se monta o paisagismo, são determinadas áreas locais, ou seja, pontos ideais de onde se pode observar aquele paisagismo. Em

Uma das principais decisões que o profissional de iluminação

tem à sua frente é a de agir conforme as expectativas dos

observadores ou trabalhar efeitos que vão surpreender os usuários.

Como se nota, as reações a projetos ousados de iluminação

estão relacionadas ao nível cultural dos observadores.

“

“

parques nos Estados Unidos, por exemplo, existem totens, normalmente patrocinados por fabricantes de máquinas fotográficas, informando que ali é o “ponto de fotografia”, quer dizer, naquele local pode-se fazer imagens perfeitas daquela visão paisagística. Esse ponto exato de visão é conhecido como “ponto de vista”. Transportando essa situação para a área de iluminação, o projetista precisa avaliar todos os pontos de vista mais comuns naquele espaço para fazer seu paisagismo. Se o paisagismo já existe, visita-se o local para desenvolver o projeto; se o paisagismo está em fase de projeto, é preciso que o lighting designer imagine uma visita àquele lugar e coloque em funcionamento a sua imaginação, para visualizar como o projeto deve se desenrolar. Esse é o segredo de qualquer projeto de iluminação, tanto interno quanto externo, uma vez que o problema do projeto não é a luz, mas sim a percepção que aquela luz vai causar em seus observadores. A experiência em iluminação dá uma boa relação causa e efeito.

Em relação à função paisagística e à iluminação, podemos considerar os elementos de contorno como uma primeira função, os volumes importantes inseridos no espaço iluminado como uma segunda função, e os elementos de adorno ou decorativos como uma terceira função. Esta classificação funcional se aplica em outras áreas da iluminação externa, como a iluminação histórica de patrimônios, que veremos mais adiante.

Check ListQuando se faz uma iluminação exterior noturna

é preciso ter cuidado, pois se um elemento não é percebido, pode gerar situações que colocam em risco o trânsito de pessoas. Por essa razão, o

desenvolvimento de sistemas de iluminação para áreas externas precisa ser analisado e verificado também sob a ótica dos perigos potenciais nas suas funções e objetivos, como descrito no quadro Check List para Prevenção de Erros Graves de Segurança.

Efeitos de LuzOs efeitos de luz são a consequência do

processo projetual e, na verdade, são os elementos que se objetiva alcançar para a percepção correta do espaço iluminado. Com a colocação de equipamentos em diferentes posições em relação aos elementos iluminados, obtém-se diferentes resultados, como descrito nas imagens a seguir.

DownlightingA iluminação em Downlighting prevê a

instalação de equipamentos e fontes de luz em locais superiores e serão voltadas para o piso. Esse efeito tem como função uma iluminação de segurança. Os equipamentos utilizados para sua obtenção podem ser controlados para situações antipânico, sendo chamados de cercas de luz, afastando intrusos mal intencionados. (Fig. 64)

UplightingProjetando a luz para regiões superiores, os

equipamentos usados para executar esse efeito de iluminação destacam elementos arbóreos volumosos, fachadas ou superfícies verticais.

Atualmente, pode-se encontrar equipamentos com diferentes tipos de foco e também diversidade de lâmpadas, compondo um vasto espectro de possibilidades de cores, de intensidades e de angulações para criar o efeito Uplighting. (Fig. 65)



cap

ítu

lo

2

CHECK LIST para Prevenção de Erros Graves de Segurança

Situações de perigo potencial Local do perigo

Mudança de nível Degraus, rampas, decks não fechados

Mudança de direção Intersecções de caminhos

Entradas Portas e acessos

Caminhos perto ou sobre água

Pontes, pedras, borda de piscinas ou bancos

Áreas abertas como caminhos

Terraços, áreas pavimentadas ou

gramadas

ObstáculosÁrvores próximas a

caminhos, galhos ou caules altos

Áreas de pedestres Caminhos

Áreas específicasChurrasqueiras, equipamentos, playgrounds

Figura 64 - Downlighting



cap

ítu

lo

2

Grazing (textura)A localização próxima dos projetores às

superfícies rugosas iluminadas, cujo ângulo de projeção raso valoriza as texturas da superfície, caracteriza o efeito de Grazing.

Esse efeito pode ser bem-vindo quando propositalmente projetado, mas também ter percepção contrária quando resulta de posicionamentos equivocados de fontes de luz em paredes supostamente lisas. O Grazing pode estar conjugado com o Downlighting ou com o Uplighting. (Fig. 66)

Wall WashingQuando o equipamento de iluminação está

consideravelmente afastado de uma superfície vertical, o resultado é uma iluminação homogênea, conhecida como Wall Wasingh ou lavagem de luz. É muito utilizado para valorização arquitetônica, mas mal aplicado resulta em um efeito intermediário entre o Wall Washing e o Grazing. O efeito Wall Washing pode estar conjugado com o Downlighting ou com o Uplighting. (Fig. 67)

CrosslightingO Crosslighting é um efeito gerado a partir

da projeção de um facho de luz que atravessa do ambiente externo, visando um elemento normalmente decorativo e distante. Em geral, utiliza-se este efeito com fontes de luz de foco concentrado. A aplicação do Crosslighting deve ser bem estudada, para que a iluminação não crie ofuscamentos indesejados em pontos de observação comuns. (Fig. 68)

SpotlightingO Spotlighting é uma variação do efeito

Uplighting, por angular seu foco em direção ao assunto, em geral utilizando fontes de luz externas ou espetos.

O recurso é frequentemente usado em circunstâncias em que o objeto a ser iluminado está localizado a alguma distância de onde a fonte de luz será acesa, como por exemplo, próximo a beirais de um prédio para iluminar determinados focos ou níveis diferentes do piso de um caminho por onde transitam pessoas. (Fig. 69)

MirroringO Mirroring é um dos efeitos mais bonitos,

refinados e de elevada beleza da iluminação de áreas externas. Utiliza a consequência da iluminação de um elemento decorativo ou arbóreo priorizando a observação de um determinado ponto de vista através do reflexo em um espelho ou lâmina d’água. O bom resultado desse efeito é a interação harmônica entre os equipamentos que jogam luz no elemento arbóreo, o elemento em si e a sua observação através de um ponto de vista bem escolhido para reflexão no espelho d´água. O elemento arbóreo no mirroring é trabalhado de maneira indireta. (Fig. 70)

SilhuetaOutro efeito que pode ser enquandrado na

categoria superior de refino da iluminação é a Silhueta, quando ilumina-se um volume, um muro ou outros elementos arbóreos, e um elemento importante fica no anonimato, aparecendo como silhueta. Tamanha é a importância desta relação de luz e sombra, que faz parte do processo conhecido

Figura 65 - Uplighting

Figura 66 - Grazing (Textura)

Figura 67 - Wall Washing

como Shadow Light, ou seja, a iluminação com a sombra. Pode ser utilizado com o efeito Wall Washing, atingindo melhores resultados, porém, com o efeito Grazing, o resultado é mais dramático e teatral. (Fig. 71)

FloodlightingO efeito Floodlighting é um Downlighting

projetado para iluminar áreas de maior proporção, utilizando equipamentos com grande abertura de facho. Normalmente utilizado para segurança de áreas como parques, campos de futebol e jardins, e pode ser extremamente estético quando utilizado como sistema Moonlighting. (Fig. 72)

MoonlightingO efeito Moonlighting, como o nome diz,

procura representar a iluminação de uma lua cheia, criando as sombras das folhagens de uma árvore no chão. É um efeito sofisticado e difícil de ser criado, pois requer a instalação de equipamentos em árvores de copa abundante, de folhas grandes, galhos definidos e fortes, uma vez que o equipamento deve ser fixado nos galhos, escondido entre as folhas. É uma análise que tem de ser feita com bom senso pelo lighting designer. (Fig. 73)



cap

ítu

lo

2

Figura 68 - Crosslight

Figura 69 - Spotlighting Figura 72 - Floodlighting

Figura 73 - Moonlighting Figura 70 - Mirroring

Figura 71 - Silhueta

As transformações sociais e econômicas sofridas pela humanidade ao longo dos anos, principalmente no século XX, são forças que influenciaram drasticamente a dinâmica das cidades e do meio onde vivemos. O surgimento da luz e a inclusão efetiva do automóvel no cotidiano de grandes metrópoles, efeito conhecido como motorização e que deixou para trás antigas formas de locomoção, são considerados eventos de importância mundial. Em meio à ebulição da novidade do automóvel, destacou-se o modelo americano de realizar o transporte de cargas e de pessoas nas cidades utilizando a condução veicular automotiva, com uso de carros, caminhões e veículos de transporte leves.

No Brasil e em praticamente toda a América Latina, a produção do automóvel em série começou a se concretizar pouco antes da Primeira Guerra Mundial: em 1919, desembarca no País a primeira fábrica de automóveis, a Ford Motors, cujo primeiro projeto era a montagem do famoso modelo T. A presença de Getúlio Vargas como presidente promove os primeiros passos rumo à industrialização e a formação da indústria automobilística. O presidente Juscelino Kubitschek, com o lema “50 anos em 5” na década de 1950, abriu mais caminhos para o investimento nos setores básicos como a siderurgia, as hidrelétricas e as estradas de rodagem, deixando a indústria de bens duráveis, inclusive a de automóveis, para o capital estrangeiro.

Somente na segunda metade do século XX o Brasil tornou-se um país urbano. Nesse momento, mais de 50% de sua população passou a residir nas cidades, e a partir dessa época, o processo de urbanização do País tornou-se cada vez mais acelerado. Isso aconteceu sobretudo após a intensificação do processo de industrialização ocorrido a partir de 1956, consequência da política desenvolvimentista do governo Juscelino Kubitschek. Segundo a Organização das Nações Unidas (ONU), no ano de 2005, o Brasil tinha uma taxa de urbanização de 84,2% e, de acordo com algumas projeções, até 2050, a porcentagem da população brasileira que vive em centros urbanos deve saltar para 93,6%. Em termos absolutos, serão 237,751 milhões de pessoas morando nas cidades do país na metade deste século.

Com o desenvolvimento da indústria automobilística e a consequente expansão da motorização das cidades, processos desenrolados ao longo das décadas de 1950, 1960 e 1970, houve uma perda gradual dos espaços pertencentes aos pedestres em detrimento da criação de uma área específica, denominada via carroçável, para a circulação de veículos. Em razão desta nova ordem de locomoção nas cidades, surgiram os conceitos de vias marginais, perimetrais, viadutos e passagens subterrâneas de nível e túneis. Em contrapartida, irromperam fenômenos como os congestionamentos, um transtorno comum no dia-



cap

ítu

lo

2

Iluminação de Áreas UrbanasA cidade do pedestre



cap

ítu

lo

2

a-dia das grandes cidades em todo o mundo, que afeta sobremaneira a qualidade de vida das pessoas porque amplia os tempos de locomoção devido à reduzida velocidade que os bólidos podem desenvolver nas ruas cada vez mais repletas. Outra conseqüência da motorização foi a redução significativa de espaços ao ar livre para que os indivíduos pudessem incrementar suas relações pessoais, restringindo-os à sua vizinhança, ou ainda, forçou-se o surgimento de espaços para lazer indoor como shoppings, pistas de patinação, ginásios, entre outros, para que estas relações pudessem, de alguma forma, se desenrolar apesar da adversidade.

Movimento de reconquistaA qualidade de vida nas metrópoles foi

deteriorando à medida que o homem alcançou conquistas tecnológicas ao longo dos séculos XIX e XX. Mas o grande passo rumo às conquistas que mudaram as relações de trabalho e deram um grande salto tecnológico nos transportes e máquinas que persistem até os dias de hoje foi dado durante a Revolução Industrial desenrolada na Inglaterra do século XVIII. Se por um lado a máquina substituiu o homem, gerando milhares de desempregados, por outro baixou o preço de mercadorias e acelerou o ritmo de produção; na área de transportes, surgiram as locomotivas à vapor (maria-fumaça) e os trens à vapor, possibilitando o transporte de mais mercadorias e pessoas, em tempo menor e a custos mais baixos. Com o decorrer dos anos, o veículo de passeio tornou-se o grande objeto de desejo do homem e, simultaneamente, uma das maiores fontes de

transtorno na dinâmica das cidades, que passaram a existir em função dos fluxos automotivos.

E os números mostram o tamanho do desafio de conciliar automóveis e pedestres nas cidades, pois a proporção de crescimento do número de veículos e de indivíduos da população é desigual. Pinçando a realidade do Brasil, segundo estudo do Sindicato Nacional da Indústria de Componentes para Veículos Automotores (Sindipeças) divulgado no início de 2009, a frota em circulação cresceu 38% desde 2000, saltando para 27,8 milhões de veículos entre automóveis, comerciais leves, caminhões e ônibus; no mesmo período de tempo, a população cresceu 12,7%, alcançando o patamar de 191,4 milhões de pessoas. São números que suscitam reflexões acerca da qualidade de vida nas cidades, uma vez que um de seus pilares, o ato de caminhar das pessoas, acabou limitado em razão da descoberta e posterior explosão de consumo de automóveis.

O arquiteto João Valente Filho, responsável pelo projeto de arquitetura, urbanismo e paisagismo de obras como o complexo viário Água Espraiada, Avenida Roberto Marinho e ponte estaiada Octavio Frias de Oliveira, localizados em São Paulo capital, ressalta que o movimento de reconquista da qualidade de vida dos indivíduos acompanhou cada uma das conquistas tecnológicas ao longo dos séculos e é contínua. Como celeiro de tecnologias, essa reconquista da qualidade de vida começou no continente europeu e foi avançando para as Américas, atendendo às necessidades prementes surgidas a cada invenção. A verdade é que sofremos o impacto de tecnologias surgidas há anos, como o plástico usado para criação de embalagens,

roupas, peças, entre outros itens, e que leva mais de cem anos para deteriorar, impactando o meio ambiente em que vivemos. Transportando essa analogia para o domínio dos automóveis, depois dos pedestres terem o direito de ir e vir restringido para a circulação dos desejados carros, o que se traduziu em grande desgaste físico e psicológico por limitar a expansão das relações interpessoais, as cidades começaram a reviver sob a égide da criação de espaços de domínio dos cidadãos, proporcionando a melhoria das atividades sociais, culturais, turísticas e econômicas, gerando a almejada melhoria da qualidade de vida. “Lutamos até os dias de hoje para revitalizar espaços nas cidades e completar o ciclo da reconquista da qualidade de vida. É um desafio, pois a cada nova tecnologia, surge a necessidade de ajustes para que ela se acomode, traga benefícios a todos, mas tenha reduzidos seus impactos negativos”, destaca o arquiteto João Valente Filho.

Ao jogar uma luz sobre a discussão da reconquista da qualidade de vida nas cidades brasileiras, percebem-se como positivas e importantes as iniciativas de candidatura do país a abrigar grandes eventos de mobilização nacional e internacional como os de cunho esportivo, o que torna frequentáveis as áreas da cidade por pedestres. Percebeu-se então que revitalizar arquitetonicamente e fazer uso das luzes em áreas da cidade, motiva as pessoas a utilizá-las, colhendo como frutos a melhoria de aspectos econômicos.

A requalificação de áreas urbanas, atendendo ao processo global de mudança de requisitos quantitativos para qualitativos no campo da iluminação, foi importante para a reconquista da

qualidade de vida. E foi do processo quantitativo que derivou a revitalização de áreas centrais.

A visão do pedestre e do motorista

No campo de atuação da iluminação exterior, o pedestre e o condutor de veículos são os dois atores principais quando se trata de prover iluminação a espaços, sendo que o pedestre tem uma condição mais vulnerável e é preciso lhe dar maior vantagem. Além das diferenças fisiológicas entre a figura do pedestre e a do motorista, em função do último ser condutor de um equipamento automotivo robusto e complexo, o sentido da visão no que se refere às prioridades é uma das diferenças mais importantes quando é preciso desenvolver a iluminação urbana. O pedestre tem uma multiplicidade de direções da visão em um curto período de tempo, e quando se vai projetar a iluminação de um local é necessário considerar as várias possibilidades dessa visão. Já a visão do motorista de um veículo é completamente diferente, ou deveria sê-lo, pois seu ponto de interesse é bastante definido pela extensão da via ou meio carroçável; a iluminação tem que considerar dois aspectos para prover luz adequada ao motorista de um veículo. Em um primeiro campo a via de trânsito e num segundo plano os entornos, pois o próprio carro provê iluminação que atende à necessidade primária do motorista. Nesse caso, a iluminação pública tem como função proporcionar uma melhor visualização noturna de possíveis interferências advindas da calçada para a rua, ou seja, pessoas ou animais que estejam invadindo a via carroçável, para que o motorista possa reagir a tempo de evitar desastres.



cap

ítu

lo

2



cap

ítu

lo

2

Uma nova “visão” do aspecto iluminação pode ser resumida pela seguinte frase:

Áreas não motorizadas devem ser abordadas através de uma visão ergonômica da iluminação no que tange à percepção do espaço e a sua finalidade; de uma visão econômica, no que tange à eficiência energética; e de uma visão coerente, no que tange à poluição visual.

Abordagens quantitativa e qualitativa da iluminação

Abordagem quantitativaNo campo da iluminação, sempre se buscou

fontes de luz cada vez mais eficientes, mas dentro da abordagem quantitativa isso se traduziu na maior produção de luz com menor consumo energético possível. As lâmpadas que foram surgindo ao longo dos tempos produziam cada vez mais luz com a mesma potência ou com potências mais baixas se comparadas às lâmpadas mais antigas, que usavam potências maiores para produzir a mesma quantidade de luz.

O importante era a quantidade de luz, medida por equipamentos chamados luxímetros, e que reagem à luz conforme uma curva muito próxima à curva espectral do olho humano. A abordagem quantitativa define como algo relativo à iluminação a quantidade correta de luz necessária em determinado espaço para exercer-se determinada atividade, e é desenvolvida no campo das ciências exatas, respeitando padrões, modelos matemáticos e rigorosos critérios científicos. Ela se baseia na questão da iluminância (quantidade de luz que

chega a um determinado plano) e da luminância (a quantidade de luz que, partindo daquele plano, chega aos olhos humanos). A quantidade de luz é expressa em unidades e é medida pelas seguintes grandezas:

• Iluminância (Lux)• Luminância (Cd/m2)

Estudos estatísticos possibilitaram avaliar o tipo de luz mais agradável para as pessoas nos locais que frequentavam. Foi a partir dos resultados dessa pesquisa que se formulou modelos que ditavam o que era correto em termos de quantidade de luz, e as fontes tinham que produzir a maior quantidade de luz possível. Entretanto, a qualidade dessa luz não foi avaliada. Por exemplo, pode-se citar a lâmpada que tem a maior eficiência luminosa, produz mais luz por unidade de energia (Watt), provê uma luz de cor amarela, monocromática. Tudo que ficar sob essa luz, será influenciada por essa cor. Essa já foi considerada o melhor tipo de luz! A quantidade de luz visível era medida com um aparelho e se a quantidade fosse ótima para desempenho de determinada atividade, não importava se fosse amarela, ela era a ideal.

Abordagem qualitativaA abordagem qualitativa da iluminação difere

da quantitativa no princípio de ver e de perceber, pois é uma análise não exata pertinente às ciências humanas, fruto da interpretação dos observadores, suas sensibilidades e culturas, de experiências e tendências de cada cidade. O foco da abordagem qualitativa está em aspectos que não se pode medir de maneira direta, como por exemplo a percepção do espaço, uma relação de causa e efeito para

cada observador ou seja, um mesmo espaço pode causar percepções diferentes em observadores diferentes. Tem a ver com a questão cultural, pois quando conhece vários lugares o ser humano tem uma capacidade maior de análise e aceitação de propostas e padrões diferentes do que o que se costuma ver no cotidiano.

Hoje, além de se desenvolver projetos de iluminação com as quantidades corretas de luz exigidas por normas baseadas na abordagem quantitativa, regras essas atualizadas incluindo em seus itens de análise também aspectos qualitativos, projeta-se a iluminação em consonância com a abordagem qualitativa, preocupando-se com aspectos como cor e percepção dos observadores. Qualidade tanto do meio urbano quanto da iluminação transformou-se num parâmetro mais importante que a quantidade de luz propriamente dita.

Os domínios: segurança e proteção

A segurança é uma consequência da presença de fatores como a quantidade de iluminação

suficiente para a análise de pessoas e objetos em um ambiente, sua posição no espaço e em relação ao observador. A função da iluminação é prover segurança, tanto no que se refere ao pedestre quanto ao condutor de veículos. A segurança dada ao condutor é técnica, para que ele tenha capacidade de enxergar objetos, pessoas e animais de maneira correta; neste caso, a abordagem da iluminação é mais quantitativa. A segurança do pedestre está relacionada com a questão técnica de ver e de ser visto pelos condutores de veículos, mas também à sua segurança enquanto cidadão, dele em relação a outras pessoas, invadindo o âmbito da psicologia, onde um dos fatores mais importantes é o do domínio visível. O que mais dá a sensação de segurança, domínio e proteção a uma pessoa, dentre todos os sentidos que o ser humano tem, é a visão. É aqui que entra em cena a Prossêmica (ou proxêmica), definida pelo dicionário Houaiss como o estudo das manifestações culturais (arquitetônicas, urbanísticas e linguísticas), das tendências e das necessidades das pessoas de se distribuírem espacialmente de maneira determinada, estabelecendo distâncias entre si. O estudo da prossêmica define como domínios



cap

ítu

lo

2

ABORDAGEM QUANTITATIVA ABORDAGEM QUALITATIVA

É expressa nas grandezas iluminância e luminância; É fruto da percepção, interpretação e sensibilidade dos observadores;

Está no âmbito das ciências exatas;Está no âmbito das ciências humanas;

Requer preparação cultural, que facilita a capacidade de análise e aceitação de propostas diferentes;

Prescrição rigorosa; Experiência.

Visão.



cap

ítu

lo

2

os espaços interpessoais, classificando-os em quatro grupos principais:

• Zona íntima;

• Zona pessoal;

• Zona de interação pessoal;

• Zona pública.

A zona pública, em especial, pode ser subdividida em dois grupos de ambientes conforme limites de distâncias:

• De 3 à 10 metros de distância: vizinhança. É esta a área de estudo importante para a iluminação exterior (pública) para prover segurança à pessoa.

• Acima de 10 metros de distância: não vizinhança.

O estudo da iluminação pública se dá justamente na faixa conhecida como Zona Pública, pois é nela que são registradas as ações evasivas ou defensivas referentes à segurança pessoal. O que ajuda o ser humano a fazer a análise de um ambiente noturno é o sentido da visão, que traz maior quantidade de informações para prover a noção de segurança - pessoas que têm esse sentido privado desenvolvem outros sentidos para auxiliar nessa percepção.

Iluminância semicilíndricaA grandeza luminotécnica melhor relacionada

à iluminação de uma pessoa é conhecida como iluminância semicilindrica. Como o nome diz, é a iluminância média estudada na superfície referente à metade de um cilindro posicionado

verticalmente ao local previsto de um indivíduo (figura 74). É calculada pela fórmula apresentada a seguir.

( )(1 )

cos sen1SC

n

n n n

n

k

21 dI

r=

+

=

ba/E x

onde:

In = intensidade luminosa incidente da enésima fonte de luz (cd)

an= ângulo Azimutal (°)

bn= ângulo Zenital (°)

dn= distância (m)

A iluminância semicilíndrica é o modelo matemático que mais se aproxima de como uma pessoa é iluminada. Tomando-se como exemplo um ambiente repleto de câmeras de segurança, o cálculo da luz ideal com o modelo da iluminância semicilindrica faz diferença, pois ele é o que melhor mostrará o indivíduo, suas formas e detalhes, focado pela luz. A iluminância horizontal analisa, como o nome já informa, os planos horizontais em relação ao observador. É utilizada para analisar a iluminação incidente, por exemplo, em planos de trabalho, como mesas ou mesmo o chão. Para a análise de planos verticais, como por exemplo, a iluminação incidente frontalmente em uma gôndola de supermercado, utiliza-se o conceito de iluminância vertical.

O gráfico da figura 75 mostra a relação entre a distância interpessoal e a iluminância semicilindrica respectiva no ponto de análise.

S

I

ß

P

R

a

Figura 74 - Iluminância Semicilíndrica

A prossêmica define como domínios os espaços interpessoais

Percebemos que, para uma distância de 4 metros, Esc = 0,8 Lux, e para uma distância de 10 metros, a iluminância semicilindrica equivalente é de 2,7 Lux. As linhas do gráfico expresso na figura 61 apresentam uma relação não linear e sim exponencial, acompanhando as relações luminotécnicas do quadrado das distâncias.

Os programas de cálculos modernos já possibilitam o cálculo das iluminâncias semicilindricas em determinada área com pontos predefinidos como possíveis locais de presença de pessoas. Estes cálculos são especialmente importantes para a definição de sistemas de segurança em grandes áreas.

Uma importante relação luminotécnica é a relação entre a iluminância vertical e a iluminância semicilindrica em um determinado ponto de estudo, pois desta relação deriva o conceito da modelagem. Assim:

MI (índice de modelagem) = Ev / Esc (Hm = 1,5 m), onde Ev é a iluminância vertical e Esc é a iluminância semicilíndrica.

Esse cálculo é útil, por exemplo, na elaboração de projetos de iluminação para estátuas ou monumentos instalados em uma praça.

Valores críticos do índice de modelagem

(MI):

MI < 0,8 - Muito contraste

Neste índice está expresso que há uma iluminação semicilíndrica muito maior que a iluminação vertical. A região ou o ambiente estará

muito contrastado, escuro, com grandes diferenças na iluminação em diferentes ângulos.

0,8 < MI < 1,3 – Plástica realística

Neste caso, a iluminação provida a uma estátua, por exemplo, terá boa realidade plástica, suas formas serão bem definidas, em uma análise noturna. É sinal de que a iluminação daquele elemento está bem feita.

MI > 1,3 – Pouco contraste

Define-se sempre o índice semicilíndrico como 1,5 m de altura, que é considerado o centro de importância do indivíduo. Se a resultante do cálculo for um índice de modelagem muito elevado, é sinal de que se tem uma luz de frente intensa e não se consegue distinguir bem os volumes do que está iluminado.



cap

ítu

lo

2

Figura 75 - Iluminância Semicilíndrica

00

0,8

1

2

2,7

3

4

4 5 10 15 m

Eh

Eh = Iluminancia horizontal. É determinada pelo fluxo luminoso sobre

uma superfície horizontal plana

Ev = Iluminancia vertical. É determinada pelo fluxo luminoso sobre

uma superfície vertical plana

Ez = Iluminancia cilíndrica. É determinada pelo fluxo luminoso sobre

toda superfície curva de um cilindro vertical

Esc

= Iluminancia semi-cilíndrica. É determinada pelo fluxo luminoso sobre superfície curva de um semi-cilindro vertical

Ehs

= Iluminancia hemisférica. É determinada pelo fluxo luminoso sobre superfície curva de um hemisfério

Iluminância vertical e iluminância semi-cilíndrica dependem da direção do fluxo

Ev E

z Esc

Tipos de iluminancias

dviso

Esc



cap

ítu

lo

2

Percepção e requalificação de áreas urbanas

Nesta sequência de imagens de ambientes externos que segue a abordagem qualitativa, não se busca uniformidade ou quantidade de luz, mas sim o efeito estético. Alguns projetos não precisam ser corretos conforme modelos matemáticos rigorosos, pode-se ter approach artístico dentro da iluminação de exteriores. É importante lembrar que a luz tem o poder de mexer com as emoções das pessoas. Os profissionais dessa área precisam ter uma visão técnica, mas buscar atuar com a imaginação, e ter sensibilidade para a criação.

Figura 76 - Plaza de los Fueros, localizada na cidade de Estella, na comunidade espanhola de Navarra. O arquiteto Francisco Mangado foi o responsável pelo último projeto feito na praça

entre 1992-1993 como parte de uma revitalização do principal centro histórico da cidade.

Figura 77 - Place des Terraux, localizada no centro de Lyon, França. Daniel Buren foi o responsável pela revitalização deste

fervilhante local em Lyon, em 1994.

Figura 78 - Le Jardin Chromatique Parc de Gerland, Lyon, França. Lighting Design: Laurent Fachard, 1999 - 2001

Figura 79 - Hauptplatz, Graz – Áustria. Lighting Design - Bartenbach Lichlabor, 2001 - 2002

“A técnica sem dom artístico é inútil; ter o dom artístico e não ter a técnica pode ser perigoso,

pois os projetos podem ter resultados desastrosos e exigir

pesado retrabalho”.

A luz é utilizada há tempos como forma de expressão, criadora de simbolismos e emoção. De acordo com o dicionário Houaiss, a luz é definida como a capacidade de visão, a faculdade de perceber as coisas. A função da iluminação, que é o ato de iluminar, é prover a percepção e a acuidade aos indivíduos, bem como a segurança com o nível correto de luminância, ou seja, com base em parâmetros técnicos. Mas existe uma abordagem diferente da luz, a que objetiva o “sentimento”, a luz para sentir, ligada aos aspectos da imagem, do clima (mood) do simbolismo, do destaque, da emoção a ser provocada nos expectadores.

Antigas catedrais já utilizavam, através de vitrais, a luz natural, como podemos magnificamente observar em Notre Dame, em Paris, França.

Estilos de iluminaçãoOs estilos de iluminação são, na verdade,

o resultado de uma discussão ampla sobre a intervenção ou não no bem tombado pelo patrimônio histórico e em seus extremos. Eles podem ser classificados em ações que permitem uma presença mais significativa de equipamentos e intervenções físicas no bem ou não.

Existem diferentes escolas ou linhas de estilo com os quais pode-se identificar intervenções em edifícios. O estilo Italiano de iluminar, por exemplo, prioriza a iluminação de patrimônios com o mínimo de intervenção possível, fazendo-o inclusive a determinada distância dos edifícios, marcados pela antiguidade histórica mundial, identificando-se forte senso de preservação. Apesar da linha metodológica dos profissionais dessa escola, é possível observar que no Coliseu existem alguns exemplos de intervencionismo. Nele porém, a intervenção é feita com equipamentos que possibilitam a iluminação, tais como tubulações, aparentes, excluindo intervenções como furos no edifício: os projetos lançam mão de bases de concretos confeccionadas em separado para evitar danos ao patrimônio. É preciso lembrar que apesar desse preciosismo, nos dias de hoje já existem equipamentos que permitem valorizar o patrimônio à distância, com auxílio de projetores.



cap

ítu

lo

2

Iluminação de Patrimônios HistóricosA luz como coadjuvante da valorização da história

Figura 80 - Edificação localizada na cidade de Lyon, é um exemplo do estilo Italiano de Iluminação



cap

ítu

lo

2

Já o estilo Francês de iluminação, decorrente da maneira de expressão predominante em Paris, prima pelo trabalho da luz de forma mais integrada aos edifícios, por serem estes mais modernos se comparados aos italianos, fazendo com que a iluminação não somente os valorize, como também participe diretamente na formação da imagem noturna dos mesmos. (Figura 80)

Na cidade de Lyon, tem-se uma iluminação mais intervencionista no palácio-sede da prefeitura: os equipamentos estão instalados nos detalhes arquitetônicos. (Figura 81)

Entender as nuances da iluminação, bem como se caracterizam alguns dos mais importantes estilos em que se apresenta nos patrimônios históricos e culturais, torna-se uma poderosa ferramenta de valorização urbana. A iluminação dessas edificações não requer inserção em um plano diretor, ou que haja intervenção na iluminação

de toda a cidade, pois é das soluções que mais demonstra o trabalho do poder público frente à população - muitas vezes, está ligada a patrocínios privados por também se traduzirem em ações bem vistas pelos cidadãos. Contudo, enquanto abordagem, é melhor considerar patrimônios histórico e cultural como parte do sistema urbano. Toda cidade deveria ter como primeira ação o plano diretor, que determina quais edifícios serão iluminados, e, em uma segunda ação, o desenvolvimento de projeto específico para cada patrimônio histórico, agregando-o ao plano diretor. A análise do lighting design é que determina que aspectos deste edifício serão destacados.

Para desenvolver um plano de iluminação para um edifício histórico, utiliza-se de um método de análise de vários aspectos técnicos e artísticos, que podem se agrupados nas áreas de humanas; referencial; luminotécnica e elétrica.

Figura 81 - Palácio-sede da prefeitura de Lyon - iluminação mais intervensionista

“A iluminação de patrimônios históricos é uma boa componente artística e também técnica, sendo necessária a busca do equilíbrio,

pois às vezes, se deseja um efeito de show de arte, mas haverá dificuldades técnicas para fixar equipamentos que o tornem

exequível. Entretanto, há que se buscar soluções, uma vez que existem equipamentos que viabilizam a valorização de elementos no edifício

derrubando as dificuldades técnicas”.

Processo projetual técnico-artísticoO processo projetual técnico-artístico é uma

sequência lógica de análises e estudos que visam a especificar os recursos técnicos e econômicos de maneira racional e, principalmente, resguardar o próprio patrimônio. Devemos sempre lembrar que estamos destacando o patrimônio e não utilizando-o para criar um show de iluminação.

Análises histórica e arquitetônicaDesenvolvidas no âmbito das ciências humanas,

as análises histórica e arquitetônica são o primeiro passo do processo projetual técnico-artístico e a primeira visualização e contato com o objeto que um profissional está lidando. É o momento de conhecer a história daquele patrimônio, em que contexto se encaixa no âmbito urbano e de entender por quais os motivos foi viabilizado: o Obelisco do Ibirapuera, também chamado de Obelisco de São Paulo, é um monumento-mausoléu símbolo da Revolução Constitucionalista de 1932 que guarda os corpos dos estudantes Martins, Miragaia, Dráusio e Camargo (o MMDC) e funciona como memória a outros 713 ex-combatentes do conflito. Citar o caso do Obelisco é um alerta de que valorizar um monumento urbano não deve ter o pobre objetivo único de destacá-lo arquitetonicamente, mas é necessário haver referência ao fato de que ele é um tributo. É preciso considerar isso no desenvolver de um projeto de iluminação.

Ainda no campo das ciências humanas, é necessário fazer a análise arquitetônica do edifício histórico. É uma avaliação sobre seu simbolismo, a forma de pensar com que o arquiteto o projetou: por exemplo, o Museu Paulista da Universidade de São Paulo, também conhecido como Museu do

Ipiranga, foi projetado pelo arquiteto e engenheiro italiano Tommaso Gaudenzio Bezzi em 1884 sob uma arquitetura conhecida como estilo eclético, baseado no de um palácio renascentista, muito rico em ornamentos e decorações, mesclando elementos nacionais representantes dos valores brasileiros, tais como suas plantas. O trabalho de análise do edifício pode ser realizado pelo lighting designer, mas o ideal é que seja feito por uma equipe multidisciplinar de profissionais especializados em história da arquitetura, história, entre outros, para ter noção exata do que é o edifício e a intenção de seus projetistas.



cap

ítu

lo

2

Processo Projetual Técnico - Artístico

Análise HistóricaAnálise Arquitetônica

Humanas

Análise Física Volumétrica PercepçãoEficiência visual dos volumes

Referencial

Definição dos sistemas Primário Secundário (Complementar) Específico (Detalhes)

Luminotécnica

Dfinição das fontes de luz (Eficiência energética)Definiçao dos equipamentosDefinição dos controles

Luminotécnica

Definição dos pontos de instalaçãoAnálise de caminhamentos

Elétrica



cap

ítu

lo

2

Análise referencialComo uma segunda etapa do processo projetual

técnico-artístico, deve-se passar à análise referencial, subdividida em aspectos físicos, volumétricos e de percepção de um edifício, bem como a eficiência visual do mesmo. A análise física é uma análise referencial feita em relação aos observadores daquele edifício, ou seja, a partir do local onde estarão seus observadores. É mais que uma análise tridimensional da edificação, pois requer análise dos pontos de vista daquele elemento a partir de diversos pontos da cidade: faz-se necessário lembrar que quando se desenvolve um projeto de iluminação para quem está próximo ao monumento, pode-se destacar certos elementos que à distância desaparecem ou aparecem de forma bastante discreta, não justificando o investimento em sua valorização.

Esta avaliação também está relacionada à análise volumétrica, fundamental para o trabalho de iluminação, pois parte da percepção do edifício em relação aos seus volumes e de como estes interagem com o meio. Como exemplo, podemos citar o Pelourinho, bairro de Salvador, capital do estado brasileiro da Bahia, que concentra um conjunto arquitetônico colonial (barroco português) preservado e integrante do Patrimônio Histórico da Unesco (Organização das Nações Unidas para a Educação, a Ciência e a Cultura): ele é composto por diversas igrejas, sendo que algumas delas visíveis apenas do ponto mais alto da cidade, outras vistas da cidade baixa, e ainda existem outras com a particularidade de serem vistas apenas quando o visitante passa em frente à edificação, pois as ruas são tão estreitas que não permitem visualização à distância. Por essa razão, ao desenvolver o projeto de iluminação para um

monumento histórico, é necessário empreender visitações por vários pontos da cidade, procurando observar aquela edificação e de que maneira se pode percebê-la em variadas distâncias para desenvolver o projeto de iluminação de forma a realmente valorizar o edifício.

Existem casos em que só é possível ter boa percepção de um edifício quando se está muito próximo dele, como o prédio que abriga o Tribunal de Justiça do Estado de São Paulo. Localizado próximo à Catedral da Sé, cujas torres são mais perceptíveis a distâncias proeminentes se comparadas ao prédio do Tribunal, existe uma percepção distinta de ambas edificações quando o observador está próximo a elas, apesar desta se dar na mesma escala. Se o observador estiver longe da Praça da Sé, onde ambos estão localizados, verá a Catedral, mas não o Palácio. Por essas diferenças, destacamos que ao desenvolver um projeto de iluminação é preciso ter referenciais de observação do edifício em distintos pontos da cidade. Essa análise é volumétrica, ou seja, avalia como os volumes do edifício serão percebidos. É desta forma que se distingue quais volumes de uma edificação serão valorizados em função de referenciais que, com base no bom senso do profissional, serão destacados.

Neste caso, o conceito de eficiência visual é a análise da importância do efeito criado pela iluminação de determinado volume, o resultado dos esforços técnico e físico para criá-lo e de como este efeito impactará a observação global. Em resumo, o que se pode entender como eficiência visual dos volumes é o quanto, ao iluminar determinado volume, vai-se contribuir para a percepção final do

edifício. Se não houver esta diferenciação, corre-se o risco de iluminar-se tudo: o interessante é ter luz e “não luz”. A pouca iluminação também pode proporcionar um efeito mais dramático, que talvez não seja interessante ao responsável pelo projeto de iluminação.

Após a análise volumétrica e a determinação dos pontos a serem iluminados e que efetivamente contribuirão para a valorização do edifício, é preciso fazer uma análise dos valores de verba para viabilizar o projeto. Neste ponto estão incluídos os equipamentos que serão utilizados, bem como a mão-de-obra. É preciso saber dosar os recursos para que o projeto seja eficaz tanto no que se refere ao resultado esperado, quanto no gasto da verba alocada para o projeto e na mão-de-obra necessária para isso. Lembre-se que em alguns casos, iluminar um pequeno elemento é fundamental para entender o monumento, mas os esforços despendidos na tarefa, bem como a verba necessária, serão demasiado elevados, inviabilizarão o projeto e o resultado pode não surtir o efeito esperado junto aos observadores. Se o projeto for executado sem exaustivas avaliações e na percepção de como ele se encaixa no âmbito urbano, pode-se incorrer em erros.

Definição dos sistemasA partir do momento em que foram estabelecidos,

analisados e vistos os pontos importantes a serem iluminados em uma edificação, é preciso passar ao projeto luminotécnico em si no processo projetual técnico-artístico. O projeto luminotécnico pode ser dividido em duas partes, a partir da descrição das partes que se quer iluminar: a definição dos sistemas de iluminação e a definição das fontes de luz.

A iluminação de um edifício passa por três sistemas: básico ou primário; específico ou de destaque; e complementar ou secundário, a saber:

• Sistema básico ou primário de iluminação tem a função de mostrar o edifício de maneira real, mesmo sem os detalhes, destacando-o volumetricamente. É importante ressaltar que não se pode, em um projeto de iluminação, mascarar ou distorcer características como altura, limites ou profundidade do edifício na visualização noturna em relação à diurna – o que é permitido é a sua valorização de maneira artística. Podemos exemplificar a situação com as pirâmides do Egito: se a iluminação for feita nos meios das laterais em vez das arestas, o resultado à noite será uma visão distorcida das pirâmides, que darão a impressão de formato de cones, quando o correto seria destacar os vértices para obter-se o efeito desejado, sem distorções. A partir da definição dos elementos básicos da edificação, o lighting designer vai definir que elementos serão destacados, ou o sistema de iluminação de detalhes.

• No sistema específico ou de destaque são iluminados os detalhes do edifício, tais como arcos, sacadas, brasões, entre outros elementos decorativos ou importâncias arquitetônicas, criando “movimento” na percepção. É um sistema mais relacionado à emoção a ser provocada nos observadores.

• O sistema complementar ou secundário é um tipo de iluminação que vem corrigir as sombras ou distorções que alterariam a percepção do edifício produzidas pelo sistema primário. O sistema secundário complementa a imagem do edifício.



cap

ítu

lo

2



cap

ítu

lo

2

Como definir os sistemas no projeto e avaliar se um edifício comporta os três tipos de sistemas luminotécnicos, cabe ao projetista decidir - pode-se, em alguns casos, trabalhar com a iluminação de destaque quando os prédios são muito próximos. O importante é obter, utilizando as três ferramentas de sistemas de iluminação, o melhor resultado possível.

Definição das fontes de luzSomente depois de identificadas as características

do edifício e apontados os efeitos de iluminação desejados na visualização noturna, são definidas as fontes de luz. Não somente lâmpadas, mas também as luminárias e, atualmente, os modernos LEDs (light emitting diode, diodos emissores de luz, na tradução livre do inglês), sempre buscando a eficiência energética. Jamais especifique primeiro os equipamentos para só então avaliar o efeito desejado no edifício. Dessa maneira não haverá equívocos e prejuízos na compra de equipamentos desnecessários. Atente ainda para o fato de que um só fornecedor pode não conseguir prover todas as

ferramentas necessárias para um projeto. Entretanto, já existe a tendência entre alguns fornecedores globais de se tonarem o que se chama de one-stop-shop, ou seja, de reunir em seu portfólio todas as soluções necessárias para um projeto de iluminação.

A definição das fontes de luz deve ser feita sob os seguintes critérios:

• Luminotécnico: com base no luxo luminoso e abertura de foco;

• Estético: considera a aparência de cor e as cores.

Equipamentos como luminárias, controles e lâmpadas são definidos em função das necessidades fotométricas que o efeito desejado necessita para ser viabilizado. Para cada tipo de função na iluminação existe um equipamento adequado: por exemplo, um projetor pode ser usado para iluminação básica e secundária. Nunca é demais lembrar que a fotometria exata de cada equipamento deve ser lançada nos programas de cálculos para a verificação dos resultados.

MaterialArredores (lux)

Pouco Iluminado Muito Iluminado

Estuque

Claro 30 120

Escuro 100 400

Pedra Mole

Clara 40 160

Escura 80 320

Concreto

Claro 50 200

Escuro 80 320

Granito

Claro 50 200

Escuro 150 500

Tijolos

Claro 30 120

Escuro 150 500

Mármore

Claro 30 120

Escuro 300 900

Figura 82 – Valores de iluminância Fonte: Palestra João Gabriel (CEMIG) – X SIMPOLUX

Figura 67 – Função dos equipamentos de iluminaçãoProjeto luminotécnico do Museu Paulista - Senzi & Godoy

1. Iluminação primária ou básica: normalmente são utilizados projetores externos

ou embutidos de solo, provendo uma iluminação homogênea ao longo da fachada.

2. Iluminação secundária ou complementar Projetores de menor porte que os utilizados na iluminação

primária, corrigem possíveis distorções criadas pela iluminação primária, como sombras. Equipamentos

lineares também podem ser utilizados em casos específicos, com lâmpadas fluorescentes ou mesmo LEDs.

3. Iluminação de destaque: em geral, são especificados spots de pequeno porte, iluminação pontual balizadora, embutidos de solo de pequeno porte (são projetores, mas embutidos de solo) e até equipamentos lineares. Existem ainda os elementos pontuais, que não projetam, mas sim emanam luz da fachada, como por exemplo os LEDs: o elemento não está sendo iluminado, mas participa da iluminação como um dos elementos discretos observados. A diferença entre projetor e spot é que o segundo equipamento resolve pequenas necessidades de iluminação; já o projetor provê soluções mais abrangentes. Enquanto os spots são utilizados para iluminar determinado local, os projetores são empregados nas fachadas.

A definição dos equipamentos está diretamente relacionada aos efeitos desejados e, por consequência, às iluminâncias necessárias para cada situação física do edifício. A análise mais correta é da luminância a ser obtida na edificação, porém, simplificadamente, a tabela ilustrada na figura XX mostra valores de iluminância para alguns casos específicos, uma vez que esta medida é mais simples de ser obtida através de um luxímetro.

Função dos equipamentosPara cada tipo de sistema de iluminação

(primário, de detalhes ou secundário) existem algumas opções de equipamentos mais utilizados, como mostrado nas figuras 67a, b e c.

Um ponto de atenção ao especificar os equipamentos refere-se às dimensões dos equipamentos de iluminação, pois deve-se destacar e não atrapalhar a visualização do edifício. Quando se trabalha a iluminação com embutidos de solo, comumente empregados na iluminação de patrimônios históricos e culturais, é importante ressaltar a resultante de um ponto de luz próximo à parede, projetado por um embutido de solo depende da abertura do foco. A variante que provê o resultado da relação entre o projetor de solo e a parede do edifício é chamada de hot spot. Grosso modo, ele é o ponto mais iluminado que vai mostrar-se visível na parede.

Aspectos técnicos: abertura de focoCada abertura de foco de um projetor resulta

em uma situação completamente diferente, motivo pelo qual a definição correta desta abertura é um fator importantíssimo para alcançar os objetivos estéticos em um projeto de iluminação.

Foco aberto – acima de 30 grausO conceito do hot spot que é, em resumo, a

projeção da luz na superfície vertical próxima da posição do equipamento de iluminação, forma um ponto muito claro, no caso do foco aberto. A principal característica de um projetor de foco aberto é o hot spot muito próximo ao chão ou ao projetor: a luz será pouco aproveitada no elemento, pois haverá forte iluminação em um ponto em detrimento do restante; a luz não alcançará grandes alturas; pode-se criar o efeito de ofuscamento e emana-se muita luz nos arredores.



cap

ítu

lo

2

Aspectos Técnicos - Abertura de Foco

Hot Spot

Foco aberto

Luz pouco aproveitada no objeto

Não atinge grandes alturas

Iluminação dos arredoresOfuscamento

A iluminação com foco aberto pode ser melhor utilizada com fotometrias assimétricas para

efeito “wall washer”

Iluminação geral de planos perpendiculares superiores

10° 10°30° 30°50° 50°70° 70°90°

cd/klm

0

400

800

1200

2400

2000

1600

2800

3200

3600

90°

Figura 83 - Sistemas de iluminação



cap

ítu

lo

2

A melhor utilização de projetores de foco aberto é no efeito wall washing, pois se a luz que sai do projetor for direcionada apenas para a fachada do edifício haverá uma lavagem de luz nesse ponto. A melhor utilização dos projetores com foco aberto acontece quando a fotometria é assimétrica e se faz o efeito do wall washing.

Foco médio - até 30 grausNo caso de um foco até 30 graus, bem aplicado

na iluminação secundária ou de elementos verticais de largura limitada, o hot spot deixa de ser um ponto, passando a aparecer como uma área verticalmente mais iluminada. É possível definir boas texturas, por exemplo, em uma parede de tijolos onde o foco médio consegue obter o efeito grazing.

Esse tipo de foco também alcança alturas mais elevadas no prédio objeto do projeto de iluminação.

Foco concentrado - menor que 10 grausNo foco menor que 10 graus, o hot spot funciona

como uma faixa de luz, sendo bem empregada para a iluminação de elementos verticais estreitos, como pilastras, bem como detalhes arquitetônicos superiores de uma edificação. Provê boa definição de texturas, atinge alturas elevadas no edifício em que é aplicada e ilumina pouco os arredores, ou seja, não provoca ofuscamento.

A definição dos controlesBaseado na definição das zonas de acendimento

e, muitas vezes, nas sequências diferenciadas de acendimento, o sistema de controles, painel elétrico que detém o comando da iluminação e dos efeitos que se vai atingir deve ser definido, estudando os princípios de zonas de acendimento; potência por zona de acendimento; análise dos tipos de carga e equipamentos; posicionamento e acionamento dos comandos; backup (dispositivo/ sistema que substitui o sistema principal em caso de falha); e nível de automação e integração com outros sistemas. Em geral, a definição técnica destes comandos deve ser desenvolvida por um engenheiro eletrotécnico de instalações, em conjunto com o fabricante dos controles.

A definição dos pontos de instalação e caminhamentos é realizada no projeto elétrico em conjunto com a equipe de arquitetura, pois muitas vezes, em se tratando de edifícios históricos, o posicionamento de tubulações e seus caminhamentos devem obedecer a critérios aprovados por órgãos responsáveis pelo patrimônio histórico municipal,


Hot Spot

10° 10°30° 30°50° 50°70° 70°90°

cd/klm

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

90°

Foco médio

Boa definição de texturas e planos verticais limitados

Atinge alturas maiores

Pouca iluminação dos arredoresBaixo ofuscamento

A iluminação com focos médios é bem utilizada na iluminação secundária ou de base em elementos verticais de largura limitada.

Iluminação localizada para planos perpendiculares superiores

Figura 83b - Sistemas de iluminação

estadual e federal, dependendo do nível do tombamento. É aconselhável sempre aprovar os projetos luminotécnico e elétrico antes de qualquer intervenção, obtendo a documentação devida.

Novamente podemos citar o projeto de iluminação feito pela Luz Urbana Engenharia no Museu do Ipiranga, desenvolvido entre os anos 1999 e 2000, como um bom exemplo de utilização do controle de iluminação de patrimônio histórico. Foi utilizado um controle desenvolvido pela fabricante Philips, cujo acendimento era feito em sete estágios.

Em uma única ação, a corrente elétrica não poderia elevar-se além de determinado valor, pois se todas as luzes do edifício fossem acesas de uma só vez, a corrente de partida (determinada em ampéres) seria elevadíssima, derrubando o sistema. A solução foi dividir as luminárias do circuito em grupos e, então, o sistema de automação, acionado pelos sensores de iluminação de luz natural ao cair da noite, gerencia o acionamento dos grupos de luminárias até a estabilização de cada. O sistema foi programado para acender os grupos de luminárias a cada cinco minutos fazendo com que a corrente de partida não derrubasse a proteção do circuito existente.

Outro recurso interessante, sob o ponto de vista artístico, do sistema de automação do controle da iluminação de um prédio, é que se pode programar jogos de luzes diferentes para dias diferentes, um efeito também empregado no projeto do Museu do Ipiranga. Foram programadas sete cenas para o edifício com auxílio da luz, uma para cada dia da semana. O objetivo foi, além de economizar energia, poupar o sistema. Em cada dia da semana, um jogo de luminárias é aceso; no domingo, é o

dia em que todas as luzes estão acesas.

O edifício do Museu, como tratamos anteriormente, segue um estilo eclético clássico de arquitetura e caracteriza-se por sua simetria. Na parte central da edificação, a equipe de iluminação destacou como elementos o chamado frontão, um triângulo característico da construção; os pilares principais da fachada; valorizou os volumes das sacadas com a iluminação secundária, pois elas são recuadas em relação aos balaústres, exigindo correção para que não produzissem sombras na imagem como um todo.



cap

ítu

lo

2


Hot Spot

10° 10°30° 30°50° 50°70° 70°90°

cd/klm

0

4000

8000

12000

16000

20000

24000

28000

32000

90°

Foco concentrado

Boa definição de texturas e planos verticais estreitos

Atinge grandes alturas

Muito pouca iluminação dos arredores

Nenhum ofuscamento

Iluminação de destaque em elementos verticais estreitos e

detalhes arquitetônicos superiores

Iluminação pontual de planos perpendiculares superiores

Figura 83c - Sistemas de iluminação



cap

ítu

lo

2

Ainda na fachada, foi empregada a iluminação de destaque nos brasões e outros elementos ornamentais dos arcos do prédio. No mirante utilizou-se uma iluminação primária.

Uma particularidade do Museu é que a sua iluminação termina exatamente nos limites do prédio – os jardins não pertencem a ele, e sim à prefeitura da cidade - e desta maneira, a equipe de projeto não pode realizar intervenções além do prédio do mesmo. Realizou-se a iluminação da entrada aproveitando as arandelas existentes no local ao invés de projetores de piso.

Foram empregadas nesse projeto lâmpadas de vapor metálico para destacar os pilares e ornamentos do prédio; projetores com lâmpadas de vapor de sódio de pequena potência, 100 Watts, e de grande potência, de 250 Watts (para iluminar pilares e os corredores) e 400 Watts (para iluminar as torres). Os detalhes dos pilares foram obtidos a partir de lâmpadas de vapor de sódio de 150 Watts e, nos pilares menores e arcos, lâmpadas de 70 Watts. As palmas e ornamentos na parte superior do prédio receberam lâmpadas de vapor metálico de 35 Watts.



cap

ítu

lo

2



cap

ítu

lo

2

A iluminação pública tem três objetivos principais: prover segurança aos condutores de automóveis e outros veículos; permitir que os pedestres percebam os perigos, podendo orientar-se, reconheçam outros pedestres e tenham a sensação de segurança; e melhorar a aparência do espaço urbano.

O conceito antigo de iluminação pública previa o desenvolvimento de sistemas que permitissem a visão de objetos durante a noite. O conceito atual amplia esse ponto de vista, pois tem como objetivo:

• Propiciar a visualização de pessoas e objetos;

• Garantir a segurança aos transportes e ao tráfego dos diferentes tipos de veículo;

• Facilitar a orientação do tráfego;

• Destacar efeitos festivos, cenográficos e simbólicos;

• Realçar a magnitude econômica e cultural da cidade;

• Valorizar o patrimônio histórico urbano;

• Desenho particular do conforto visual e qualidade estética;

• Desestimular a criminalidade e o vandalismo.

Basicamente quando nos referimos à iluminação urbana, estamos, em comparação aos projetos de iluminação interior, considerando níveis de iluminação significativamente mais baixos. A legislação normativa é absolutamente específica,

considerando o fator dinâmico dos observadores. Outra questão importante é a grande possibilidade da luz artificial provocar a poluição lumínica, muito desconfortável e agressora ao meio urbano.

Por trás dos cálculos e recomendações sobre a iluminação pública, existe um importante desenvolvimento teórico sobre diferentes temas inerentes a uma instalação (pavimentos, ofuscamentos, conforto visual, entre outros). Felizmente hoje esses cálculos podem ser feitos por programas de computadores.

É importante ter conhecimento preciso sobre relações fotométricas para compreender melhor a mecânica do cálculo. Vamos repassar alguns conceitos de iluminação importantes para uma instalação de iluminação pública, os níveis de iluminação recomendados, conceitos de eficiência e qualidade de serviço.

IluminânciaA iluminância indica a quantidade de luz que

chega a uma superfície e se define como o fluxo luminoso recebido por unidade de superfície:

E dsd= U

Iluminação PúblicaA luz como agente transformador da cidade

Figura 84 - Cálculo da iluminância em iluminação pública

180°

180°270°

lado Calçada

90°

90°

0°

h g

C

P

I



cap

ítu

lo

2

Se a expressamos em função da intensidade luminosa, será:

.cos cE( , )I C

h2H3

=c

Onde “I” é a intensidade recebida pelo ponto P na direção definida pelo par de ângulos (C, g) e h a altura da luminária. Se o ponto está iluminado por mais de uma lâmpada, a iluminância total recebida é:

.cos cEh

(C , )i2

i i 3iH

i

n

1

=c

=

I/

As ruas avaliadas sob o critério da iluminância devem ser iluminadas com valores mínimos expressos em recomendações de normas tanto no que se refere a valores, iluminâncias horizontais médias pontuais na área de avaliação, assim como devem estar iluminadas com adequada uniformidade. As uniformidades com as quais se avalia a qualidade do sistema são:

G1 = razão entre o valor de iluminância mínima e o máximo na área considerada;

G2 = razão entre o valor de iluminância mínima e o valor médio na área considerada.

LuminânciaA luminância, ao contrário, é uma medida da luz

que chega aos olhos procedente dos objetos e é a responsável por excitar a retina do olho provocando a visão. Esta luz provém do reflexo sofrido pela iluminância quando incide sobre os corpos.

Pode-se definir como a porção da intensidade

luminosa por unidade de superfície refletida pela calçada em direção ao olho do observador. É expressa pela equação:

.q( , ) EL = b c

Onde q é o coeficiente de luminância no ponto P, que depende do ângulo de incidência g e do ângulo entre o plano de incidência e o de observação b. O efeito do ângulo de observação a é depreciável para a maioria dos condutores (motoristas com campo visual entre 60 e 160 metros adiante e a uma altura de 1,5 metro sobre o solo). Assim, ficamos:

.q( , )b cI (C, ) .cosL

h

3

2=c c

Por comodidade de cálculo, define-se o termo:

( , ) .cosq( , )r 3b c cb c=

Ficando finalmente:

Lh

I(C, ) . ( , )r2=b cc

E se o ponto está iluminado por mais de uma lâmpada, resulta:

hI(C , ) .r ( , )

Li2

i i i

i 1

ni=

b cc

=

/

Os valores de r (b,g) estão incorporados a programas de cálculo e dependem das características dos pavimentos utilizados na via.

Independente da forma adotada para uma instalação de iluminação pública, esta deverá cumprir parâmetros de qualidade mínima. No

Figura 85 - Cálculo da luminância em iluminação pública

Observador

a

b

g

C

P

I

Ih

caso de auto-estradas, ruas e vias de acesso, para determinar se uma instalação é adequada e cumpre todos os requisitos de segurança e visibilidade, os parâmetros que servem para critérios de qualidade são a luminância média (Lm, LAV), os coeficientes de uniformidade (Uo, UL), o ofuscamento (TI e G) e o coeficiente de iluminação dos arredores (SR).

Coeficientes de uniformidadeComo critérios de qualidade e avaliação da

uniformidade da iluminação na via, são analisados o rendimento visual, os termos de coeficiente global de uniformidade Uo e a comodidade visual mediante coeficiente longitudinal de uniformidade UL (medido ao longo da linha central).

Uo = Lmin/ Lm

UL = Lmin / Lmax

A sensação de uniformidade é determinada principalmente pela uniformidade longitudinal da luminância sobre a pista do condutor. Esta uniformidade é determinada pela razão entre a luminância mínima e a luminância máxima sobre a linha central da pista na área de avaliação. Para garantir que com boa uniformidade não ocorram luminâncias pontuais baixas, determina-se o coeficiente de uniformidade geral como a razão entre a menor luminância na área de avaliação e o valor médio da luminância. Esta uniformidade não deve ser menor que 0,40.

OfuscamentosO ofuscamento produzido por luminárias ou pelos

reflexos na calçada é um problema considerável por suas repercussões. Ao considerar o ofuscamento

no contexto da iluminação pública, é necessário diferenciar o ofuscamento fisiológico do psicológico.

O ofuscamento fisiológico reduz as funções diretas da visão: é o efeito produzido por uma inadequada distribuição luminosa, a existência de contrastes excessivos no campo visual, ou a presença de luminâncias muito diferentes ao mesmo tempo ou não, reduzindo as funções básicas do olho. Já o ofuscamento psicológico incomoda a vista, mas não dificulta a visão de obstáculos.

O ofuscamento fisiológico é avaliado com a fórmula de Holladay para o cálculo da Luminância Equivalente de Ocultamento, a saber:

Lv = K * (Eg l / en)

Onde: Lv é a luminância equivalente de ocultamento; K é a constante que depende da idade o observador; Eg l é a luminância sobre o olho causada pela fonte em um plano perpendicular às linhas de visão; en é o ângulo entre a linha de ofuscamento e linha de visão.

O ofuscamento fisiológico é avaliado na prática mediante introdução do conceito adicional do conceito do ocultamento relativo Ti em %, que depende da luminância equivalente de ocultamento e da luminância média da superfície da via, segundo:

Ti = 65 Lv / Lmed

Este valor é válido dentro da faixa de luminâncias médias entre 0,5 e 5, sendo a faixa de valor Ti de 7% para luminárias estritamente controladas e até 30% de luminárias menos controladas.

A escala utilizada para determinar o índice e a



cap

ítu

lo

2



cap

ítu

lo

2

avaliação do ofuscamento psicológico está expresso conforme a tabela abaixo.

G Ofuscamento Avaliação da iluminação

1 Insuportável Ruim

3 Incomoda Inadequado

5 Admissível Regular

7 Satisfatório Bom

9 Insensível Excelente

O valor de G é calculado a partir de características da luminária e da instalação, e está tabulada para uma ampla variedade de vias, disposição de iluminação e lâmpadas empregadas. Quando há ofuscamento, é preciso primeiro determinar o limite para o ofuscamento fisiológico em detrimento do psicológico. Assume-se que se há um índice aceitável para o ofuscamento fisiológico, será aceito para o psicológico.

O coeficiente de iluminação dos arredores (Surround Ratio, SR) é uma medida da iluminação nas áreas limítrofes da calçada. Desta maneira, assegura-se que os objetos, veículos ou pedestres sejam visíveis. O SR é obtido calculando-se a iluminância média de um trecho de largura de cinco metros de ponta a ponta da calçada.

Lâmpadas e lumináriasConcretamente, na iluminação pública são

empregadas lâmpadas de vapor de mercúrio, vapor metálico e vapor de sódio de alta pressão (veja mais sobre o tema Lâmpadas no capítulo 1). Já as luminárias têm diversas formas ainda que na iluminação pública predominem as de fluxo assimétrico para uma melhor distribuição da superfície iluminada sobre a calçada.

Para estabelecer a distribuição luminosa de uma luminária utilizada na iluminação pública no espaço, estabeleceu-se um Sistema de Referência Fotométrica da Luminária, que pode ser visto na figura 70.

Utiliza-se os semiplanos verticais coordenados por ângulos horizontais C. Todos os semiplanos C têm como eixo comum ao eixo vertical EV que passa pelo centro fotométrico da luminária. Sobre cada semiplano C e com origem no centro fotométrico da luminária se fixam a distintas direções coordenadas por ângulos verticais gama (g).

Os semiplanos C de referência são os semiplanos C 0º e o C 180º e os semiplanos C 90º e C 270º. Para localizar os semiplanos C de referência em relação à luminária, considere as duas direções principais da rua a iluminar, que são perpendiculares entre si. A direção longitudinal e direção transversal têm dois sentidos para a calçada. Ou seja, para frente e para trás do centro fotométrico da luminária.

Para o centro do sentido da rua se faz um correspondente o semiplano C 90º e para o centro do semiplano da calçada o semiplano C = 270º. Então, determina-se o sentido do semiplano C=0º tomando como sentido de giro o anti-horário o semiplano C = 0º posicionado 90º em atraso em relação do semiplano C=90º.

LumináriasLuminária para iluminação de exteriores é um

conjunto ótico, elétrico e mecânico equipado para receber uma ou mais lâmpadas. É constituído pelo conjunto ótico, corpo e equipamentos elétricos que, na maioria das vezes, estão incorporados a ela.

Suas funções básicas devem ser:

Figura 86 – Sistema de referência fotométrica da luminária

Figura 87 – Sentido dos planos C

C=180°

=90°

=180°

=0° Semiplano C

C=0°

C=270°

E

V

NADIR

CENT

Eixo de rotação dos semiplanos C

Eixo de inclinação da

luminária

Lado calçada

C=180°

C=90°C=270°

C=0°

Lado calçada

Sentido anti-horário

• Distribuir o fluxo luminoso emitido pela fonte de forma a obter a distribuição de luz desejada, permitir às lâmpadas conservar as características nominais (fluxo luminoso, vida e características elétricas) as mais próximas possíveis das informadas pelos fabricantes;

• Controlar o fluxo luminoso evitando efeitos visuais desagradáveis para os observadores ou usuários;

• Ter características elétricas e mecânicas que a tornem seguras para as pessoas em geral;

• Proteger da melhor forma possível as lâmpadas, os dispositivos óticos e elétricos contra as ações do meio ambiente que podem reduzir a sua eficiência, assegurando a manutenção das suas características iniciais ao longo do tempo.

As luminárias para iluminação de exteriores devem ser fechadas e são encontradas montadas sobre postes, em catenárias penduradas ao longo das vias ou como projetores em praças e cruzamentos; embutidas ou sobrepostas; do tipo arandelas; em formato de pedestais ou suspensas.

Quanto à iluminação de exteriores, elas podem ser classificadas nas seguintes categorias:

• Luminárias funcionais para iluminação pública, destinada a iluminar auto-estradas, vias urbanas, industriais, públicas e privadas;

• Luminárias funcionais, específicas para iluminar a cidade e prover um aspecto estético ao local em que estão instaladas;

• Luminárias destinadas à iluminação de espaços como parques, jardins, canais, espaços de encontro e recreação;

• Luminárias desenvolvidas para iluminar pontes, túneis e passagens subterrâneas;

• Projetores utilizados para iluminar áreas de tráfego específicas tais como rotatórias, cruzamentos e acessos entre rodovias, praças de pedágios, em instalações esportivas;

• Projetores e luminárias específicas para iluminação de patrimônios históricos e áreas de entretenimento urbano;

• Sistemas de iluminação por fibra ótica ou condutores de luz;

• Luminárias equipadas com LEDs (light emitting diode, diodos emissores de luz, na tradução livre do inglês) para marcação, sinalização ou ajuste de valor arquitetônico, além das explicações descritas anteriormente.

Quanto à emissão de luz, as luminárias podem ser do tipo direta; indireta; up lighting; down lighting; e up e down lighting.

Constituição e características das lumináriasLuminárias de iluminação de exteriores têm

normas específicas que tratam de características construtivas, mecânicas e elétricas, de seus componentes, de condições de utilização e instalação e outros aspectos que colaboram para seu uso eficiente. As normas para equipamentos de iluminação a serem consultadas são:

• NBR IEC 60598-1: Luminárias - Parte 1: REQUISITOS gerais e ensaios;

• IEC 60598 2-3: Luminaires – Part 2-3: Particular requirements: Luminaires for road and street lighting;

• NBR 15129: Luminárias para Iluminação pública



cap

ítu

lo

2



cap

ítu

lo

2

• IEC 60598-2-5: Luminaires – Part 2-5: Particular requirements: Floodlights;

Observação: as normas acima referem-se unicamente à construção das luminárias, não à sua performance.

Constituição das luminárias

Sistemas óticosOs sistemas óticos são destinados a modificar

a direção do fluxo luminoso da lâmpada. Essa distribuição pode ser realizada por diversos dispositivos em separado ou combinados entre si, a saber:

Refletores – são equipamentos usados para reflexão especular e difusa. Os materiais usados em sua confecção são: alumínio tratado por polimento eletroquímico e selagem anódica; metal pintado ou material plástico pigmentado, em geral na cor branca; vidro, metal ou plástico reflexivos, confeccionados com algum percentual de alumínio através da metalização.

Os refletores podem ser fabricados por processos mecânicos tais como: injeção, estampagem, dobramento, repuxo e hidroconformação. É preciso avaliar a qualidade dos metais envolvidos no processo, pois a eficiência da luminária está diretamente ligada a essa qualidade. Para o caso do alumínio, quanto maior for a sua pureza maior será o seu índice de refletância. Recomenda-se a utilização de alumínio com pureza superior a 99,5%.

Refratores – os dispositivos utilizados para o fenômeno da refração da luz, confeccionados em materiais transparentes como o vidro ou plástico.

Esses materiais devem apresentar resistência suficiente a choques mecânicos e térmicos, que devem ser conservados ao longo do tempo. Os plásticos citados são conhecidos como “plásticos de engenharia”, exemplos: policarbonato, acrílico e metacrilato, que devem receber tratamento contra raios UV (ultra-violeta). Os refratores podem ser combinados com refletores para a desejada distribuição da luz.

Difusores – o fluxo emitido pelos difusores é direcionado em múltiplas direções e os difusores são utilizados para prover conforto visual e formar superfícies ou volumes luminosos, quando se requer especial estética. Podem ser combinados a um ou mais dispositivos anteriores.

Corpo ótico não integrado à lâmpada – em alguns casos de iluminação de ambientes, um sistema ótico difusor ou especular distribui a luz emitida pela lâmpada, em geral, de forma imperceptível pelo usuário. Esses dispositivos, considerados “iluminação indireta” ajudam a evitar a perturbação causada pela luz num determinado ambiente. É o caso típico dos rebatedores.

Guias e condutores de luz – os diferentes sistemas de iluminação para fibras óticas ou condutores vazios de luz - ‘tubos de luz”, são uma opção utilizada para a iluminação de exteriores. Eles são reservados à criação de efeitos luminosos, pontuais ou contínuos, excetuando-se a iluminação de pavimentos. Os materiais ou sistemas condutores transportam a energia luminosa fornecida por geradores a partir de uma fonte de luz miniaturizada. Um único gerador permite alimentar um importante número de pontos ou extensão luminosas situadas a distâncias variáveis.

Porta lâmpadasConhecidos como soquetes, os porta lâmpadas

devem assegurar durante a vida útil das luminárias a fixação das lâmpadas e a eficácia dos contatos elétricos em diferentes condições de utilização, especialmente no caso de equipamentos submetidos a vibrações. Algumas vezes, o soquete não é suficiente para manter a lâmpada na posição desejada e necessita suportes complementares, especialmente se as lâmpadas são de grande porte. Em muitos casos, o soquete é fixado em dispositivos de ajustes óticos que permitem modificar a distribuição da luz “emitida” pela luminária. Devem ser projetados e construídos de forma a prover segurança as pessoas. Os tipos de soquetes mais conhecidos são: E-27, E-40, PG-12,G-12, RX7S, etc..

CorposOs corpos das luminárias podem ser

confeccionados em uma única peça ou compostos por vários elementos, dissociados ou não, independentes do sistema óptico. Esses corpos precisam apresentar resistência ao choque mecânico, grande robustez à deformação e a vibrações. Em certas luminárias, principalmente nas luminárias para iluminação pública, o corpo é fundido ou injetado em alumínio, geralmente em peça única. A forma desses corpos, suas dimensões, a natureza de suas componentes e disposições construtivas devem corresponder à natureza e às lâmpadas especificadas para alcançar as condições de funcionalidade de uso e critérios de estética desejados.

Além disso, os elementos que compõem os corpos devem permitir as trocas necessárias de lâmpadas e eventuais ajustes; proteger às lâmpadas

e os elementos elétricos; possibilitar fácil acesso aos dispositivos elétricos; proteger contra choques elétricos; fornecer excelente resistência à corrosão, as variações térmicas e as radiações solares.

Fixação de luminárias ao suporteA fixação das luminárias aos suportes pode ser

feita pela lateral, vertical ou pelo topo. Os elementos para fixação são partes integrantes das luminárias ou dos dispositivos anexos e devem assegurar a manutenção da posição da luminária de forma permanente. Eles podem ser fixos ou orientáveis. Os elementos de fixação, em geral, são de aço ou aço inoxidável, sendo este último o mais indicado. Devem ser observadas as prescrições das normas quanto à fixação das luminárias, principalmente com relação aos efeitos da “força do vento”.

Dispositivos de ajuste Como uma luminária pode ser utilizada para

diferentes potências e tipos de lâmpadas, ou, é necessária uma modificação na distribuição da luz, a luminária precisa ter um sistema de ajuste para posicionar o refletor ou a lâmpadas. Este sistema deve indicar a classificação obtida de acordo com a posição escolhida. Sua principal função é adaptar a distribuição da luz à superfície a ser iluminada. Na maioria das vezes, o ajuste escolhido é definido a partir do projeto de iluminação. Em todos os casos, a manutenção deve ser simples, rápida e seguro. Um eventual ajuste pode ser realizado com o tempo, se as características de instalação vierem a se alterar. O sistema ajuste deve ser firme, rígido, de modo que a posição escolhida seja mantida enquanto a luminária estiver instalada.



cap

ítu

lo

2



cap

ítu

lo

2

Alojamento dos equipamentos auxiliares Quando os equipamentos elétricos estão

instalados dentro do corpo da luminária, recomenda-se que estejam em compartimento distinto da parte ótica. Esse compartimento deve ser dimensionado de tal forma que o acesso aos equipamentos seja rápido, seguro e possibilite que a vida destes equipamentos elétricos alcance, no mínimo, 10 anos.

Luminárias fechadas As luminárias fechadas asseguram a proteção

eficaz de seus elementos principais contra qualquer tipo de corrosão ou sujeira de, modo a manter a sua performance fotométrica e a eficiência. Nesse caso, a manutenção dos refletores torna-se desnecessária e a operação de limpeza limita-se praticamente à área exterior do refrator ou difusor. Os refratores ou difusores de vidro recuperam praticamente a totalidade de sua performance e transparência após a limpeza. O emprego de luminárias fechadas não se justifica quando a proteção dada por este fechamento não impede a entrada de água ou sujeira no seu interior. Seu emprego é necessário por questões técnicas: para a proteção das lâmpadas e dos sistemas óticos contra choques, sujeira e água; por questões de eficiência, quando o sistema ótico deve ser permanente, recomendando-se nesse caso que o sistema ótico tenha um grau de proteção mínimo IP65 e para o alojamento dos equipamentos auxiliares elétricos IP33, quando existir; para obter temperaturas internas ideais ao correto funcionamento da lâmpada.

O dimensionamento da luminária deve levar em consideração as temperaturas internas e características elétricas necessárias para maximizar a “vida” do conjunto e sua eficiência. Além disso, qualquer tipo de operação relacionada à manutenção deve ser feita de

forma rápida, segura e preferencialmente sem auxílio de ferramentas.Também devem ser consideradas as características estéticas para definição da forma final ou aparência da luminária.

Os materiais mais utilizados para o fechamento do sistema ótico são o metacrilato de metila, policarbonato com tratamento UV, vidro conformado, vidro temperado policurvo e vidro temperado plano. Cada vez mais este fechamento faz com o refletor uma peça única, de forma que a manutenção não é feita por meio de sua abertura, mas por outro sistema que permite a manutenção das características óticas internas e performance por um longo período. A vedação entre as partes deve ser estanque e é conseguida por meio de juntas de silicone preformadas resistentes à umidade, a altas temperaturas e a corrosão, duráveis por um período não inferior a 15 anos

Características elétricas e mecânicas

Características elétricasProteção contra choques elétricos: as normas

de construção NBR IEC 60598-1, IEC 60598-2-3, IEC 60598-2-5, NBR 15129 prevêem, segundo a utilização de dispositivos de proteção, de luminárias de classe I, utilizadas na maioria das instalações existentes em equipamentos, e de luminárias de classe II.

As luminárias de classe I são aquelas cuja proteção contra choques elétricos indiretos é assegurado por pelo menos uma isolação funcional em todas as suas partes e componentes, de forma

a ligar todas as partes metálicas acessíveis a um condutor de proteção (terra). Esses dispositivos estão próximos ao terminal de aterramento. Todas as partes estão ligadas a um único borne com símbolo TERRA (mostrar simbolo)

As luminárias de classe II são aquelas na qual a proteção não é feita somente pela isolação básica, mas na qual devem ser providenciadas medidas adicionais de segurança, tais como isolação dupla ou reforçada, não havendo provisão de nenhum meio de proteção apoiando-se no aterramento ou nas condições da instalação. As luminárias com esta indicação têm o símbolo (mostrar simbolo).

Graus de proteçãoO sistema de identificação IP é utilizado para

classificar as luminárias de acordo com o grau de proteção contra a penetração de corpos estranhos, pó e umidade. O termo corpos estranhos inclui elementos como objetos, ferramentas ou partes do corpo humano que possam entrar em contato com as partes vivas da luminária.

A designação para indicar os graus de proteção consiste das letras IP seguidas por dois numerais: o primeiro indica o grau de proteção de pessoas contra o contato ou proximidade de partes vivas e contra o contato com partes móveis, no interior do compartimento da luminária, e proteção do equipamento contra a entrada de corpos sólidos externos. O segundo numeral indica o

grau de proteção de equipamento no interior de compartimento contra entrada de água.

As condições especiais para luminárias no que se refere a graus de proteção IP2X para IP6X, IPX1, IPX3, IPX4, IPX5, IPX7 e IPX8 são descritas na norma NBR IEC 60598-1 e na NBR IEC 60529.

A utilização e o controle dos graus de proteção IP aplicados às luminárias têm como objetivo proteger contra choques elétricos diretos e estabelecer critérios para garantir a manutenção e a eficiência da performance elétrica e fotométrica da luminária.

Resistência mecânicaDe uma maneira geral, a resistência mecânica

das luminárias na iluminação pública é descrita pela norma NBR IEC 60598-1 que fixa graus distintos de resistência a choques:

0,5 joule, para peças frágeis (refrator ou difusor);

0,7 joule, para outras peças (corpos).

A IEC 50102 define os graus de proteção adquiridos para invólucros de material elétrico contra impactos mecânicos externos (código IK).

Força do vento – A fim de determinar os esforços transmitidos pela luminária ao seu suporte é necessário conhecer para cada tipo de luminária o coeficiente de arrasto: Cx



cap

ítu

lo

2

Código IK

Código IK IK01 IK02 IK03 IK04 IK05 IK06 IK07 IK08 IK09 IK10

Energia de impacto (em joules) 0,15 0,20 0,35 0,50 0,70 1 2 5 10 20



cap

ítu

lo

2

Normalmente os fabricantes indicam em seu catálogo técnico o valor do produto S.Cx (m2); onde S é a área em m2 da projeção da luminária no plano normal à direção do vento .

O cálculo dos esforços deve ser feito em três direções: paralelo ao eixo da luminária, transversal ao eixo da luminária e segundo a vertical ascendente.

Estética e manutençãoAs preocupações de ordem estética são

constantemente avaliadas nas luminárias e seus suportes. O aspecto diurno das instalações é analisado cuidadosamente, em especial no meio urbano, pois os postes participam da arquitetura dos locais em que estão instalados, passando a integrar o mobiliário urbano. Deve-se sempre considerar a estética da luminária e de seu suporte: a escolha separada dos dois elementos raramente tem resultado harmonioso. É necessária então uma colaboração entre urbanistas, lighting designers, arquitetos e engenheiros – essa colaboração permitirá a melhor utilização de técnicas e materiais de iluminação, além de instalações bem adaptadas, somado à estética e ao menor custo.

Para manter a performance fotométrica das instalações e, por consequência, contribuir para a segurança dos usuários, é indispensável realizar a manutenção periódica das luminárias. A manutenção visa a conservação, assegurando a vida útil, as características óticas, mecânicas e elétricas.

A NBR 5101 indica que a manutenção das luminárias deve ser realizada quando a iluminância média da instalação atingir 70% do valor inicial.

Elementos determinantes para escolha de uma luminária

Os elementos determinantes para a correta escolha de uma luminária devem seguir os seguintes critérios:

• Grau de proteção IP;

• Sistemas óticos: natureza e potência das lâmpadas; distribuição do fluxo luminoso para um máximo efeito; fator de utilização da instalação; natureza e performance dos dispositivos óticos; conservação das qualidades fotométricas; dispositivo de ajuste fotométrico;

• Performances térmicas e elétricas: temperatura ambiente (existência de circulação ou não de ar); qualidade e segurança dos contatos; proteção contra superaquecimento excessivo; qualidade dos isolantes e dos equipamentos elétricos; qualidade do cabeamento e conectores; qualidade das juntas; classe de proteção elétrica; qualidade das conexões;

• Características mecânicas: dimensões; produto S.Cx; peso; qualidade da natureza dos materiais; robustez das peças; conexão ao suporte; simplicidade e segurança dos dispositivos de ajuste e fixação; resistência à corrosão e efeitos de vibrações, entre outros.

Disposição das lumináriasPara conseguir uma boa iluminação, não basta

realizar cálculos. Deve-se proporcionar informação extra que oriente e alerte condutores com suficiente antecedência as características das vias. Assim, no caso de curvas em vias, é recomendável posicionar as luminárias no lado externo da curva e, em auto-

estradas, colocá-las no canteiro central e mudar a cor das lâmpadas nas saídas e nos acessos.

Em trechos retos com uma única rua existem três disposições básicas: unilateral, bilateral alternada e bilateral frente a frente. Também é possível suspender a luminária em um cabo transversal (catenária), mas ele só deve ser empregado em ruas muito estreitas ou com significativa arborização. (Fig. 88)

A distribuição unilateral é recomendada se a largura da rua é menor que a altura da montagem das luminárias. Já a disposição bilateral alternada das luminárias está compreendida entre 1 e 1,5 vez a altura da montagem, e a bilateral frente a frente, se for maior que 1,5 vez.

No caso de trechos retos de vias com duplo sentido de tráfego separados por um canteiro central, pode-se instalar as luminárias neste canteiro ou considerar as duas vias de forma independente. Se o canteiro central é estreito, pode-se utilizar colunas de braço duplo que dão uma boa orientação visual e têm muitas vantagens construtivas e de instalação por sua simplicidade. Se for muito largo, é preferível tratar as ruas de forma separada. Pode-se combinar braços duplos com a disposição alternada ou aplicar a iluminação unilateral em cada uma delas. Neste último caso, recomenda-se colocar as luminárias no lado contrário ao canteiro central porque desta forma estimula-se o usuário a circular pela via da direita. (Fig. 89)



cap

ítu

lo

2

Figura 88 - Disposição das luminárias

Figura 89 - Disposição das luminárias

Unilateral Bilateral Alternada

Bilateral Frente a Frente

SuspensaTransversal

Central com braço duplo

unilateral em calçadas

distintas

Combinação de braços duplos e

escalonados



cap

ítu

lo

2

Guia visualNas vias, os pontos de luz das luminárias podem

constituir um aporte importante para prever o contorno da calçada em locais escuros, sendo um guia eficiente para o condutor de veículos. Na transição de luminâncias no campo da visão é necessário um trecho para permitir a adaptação da retina do olho humano. O tempo de readaptação depende do salto dos níveis de luminância e da magnitude do nível superior. Estima-se que seja necessário um trecho de adaptação quando a velocidade máxima é igual ou superior a 50 quilômetros por hora e ocorre alguma das seguintes situações:

• Quando se ultrapassa uma luminância igual ou superior a 1 cd/m2 em um extremo sem iluminação;

• Quando as diferenças de luminância entre duas vias concorrentes estão em relação igual ou maior a 1/10.

O tempo de adaptação não pode ser superior a 10 segundos, pois a velocidade permitida determina a extensão do trecho de adaptação. É conveniente que no trecho de adaptação a disposição das colunas, espaçamento e luminárias seja mantida, modificando

o fluxo das lâmpadas para reduzir ou aumentar o nível de luminância. Nos trechos curvos, as regras a seguir são para proporcionar uma boa orientação visual e reduzir a separação entre luminárias tanto menor seja o raio da curva.

Se a curvatura é grande (R>300 metros) será considerada como trecho reto. Se a via for pequena e a largura menor que 1,5 vez a altura das luminárias, adota-se uma disposição unilateral pelo lado exterior da curva. Caso contrário se recorrerá a uma disposição bilateral frente a frente, nunca escalonada, pois ela não informa o traçado da via.

Em cruzamentos, é conveniente que o nível de iluminação seja superior ao de vias que para eles confluem, o que melhorar a visibilidade. Recomenda-se situar as luminárias no lado direito da via e depois do cruzamento. Se o cruzamento tem a forma de T, a luminária deve ser colocada ao final da rua que termina. Em saídas para auto-estradas, convém colocar luzes de cores distintas às da via principal para destacá-las. Em cruzamentos e bifurcações, é melhor recorrer à iluminação com auxílio de projetores situados em postes altos a mais de 20 metros, pois desorienta menos o condutor de veículos e proporciona iluminação agradável e uniforme. (Fig. 90)

Figura 90 - Guia visual

Bilateral alternada

Unilateral com braço duplo

Disposição correta das luminárias em curva

Nas rotatórias e cruzamentos múltiplos pode-se instalar luminárias na parte exterior para iluminar a entrada e a saída, e a altura das colunas e o nível de iluminação serão pelo menos iguais ao da rua mais importante que desemboque neles. Adicionalmente, coloca-se luzes nas vias de acesso para que os condutores de veículos vejam os pedestres. Se são vias pequenas e o talude central não for grande nem arborizado, ilumina-se com uma coluna alta de braços múltiplos. Em outros casos, é melhor situar as luminárias nos extremos do talude e nas continuações das ruas que desemboquem nos cruzamentos.

Nos cruzamentos de pedestres, as luminárias serão colocadas no sentido de circulação de tal forma que sejam visíveis tanto aos condutores de veículos quanto aos pedestres. (Fig. 91)

Níveis de iluminaçãoOs valores de iluminância variam com o tempo,

pois dependem, entre outros fatores, do fluxo

luminoso da lâmpada (expressa em lúmens). Quando as lâmpadas chegam a 80%de sua emissão nominal, considera-se que chegam ao fim de sua vida útil. É tempo de substituição.

O tempo e a poluição sujam as superfícies óticas (refletores e bacias e fechamentos), o que pode gerar sensível redução da luz que chega às superfícies – esta poluição depende do tipo da calçada e da densidade do trânsito. No caso de bacias de acrílico ou policarbonato, soma-se o fator envelhecimento do material pela incidência dos raios ultravioletas provenientes das lâmpadas e do sol. Todos esses casos devem ser considerados no momento do cálculo para determinação do coeficiente de manutenção.

Eficiência das instalações de iluminação pública

Em tese, o objetivo da eficiência ideal é que nas instalações de iluminação pública cada Watt consumido correspondesse a um ponto de luz de uma instalação projetada adequadamente sob



cap

ítu

lo

2

Fig. 91 - Disposição em rotatórias e cruzamentos múltiplos

Rua com uma calçada e sentido

único

Rua com uma calçada e sentido

duplo



cap

ítu

lo

2

controle municipal ou posicionada em um conjunto luminária-equipamento e compatíveis entre si, com lâmpada de melhor relação de lúmen/Watt que satisfaça as necessidades do projeto e com controle independente do fornecimento de energia. Dessa maneira, a eficiência de uma instalação de iluminação pública será resultado da eficiência energética e visual, e da eficácia econômica.

No contexto do conceito de eficiência energética, os seguintes fatores interferem na avaliação: desenho e tecnologia aplicada; sistema de alimentação elétrica da instalação; elementos de controle; custo inicial e custo operacional; manutenção.

No projeto de iluminação, é importante a escolha dos componentes com base nas necessidades e qualidades, modelos e potências da lâmpada de acordo com requisitos do sistema e a qualidade dos resultados na iluminação dos arredores, a verificação do comportamento dos equipamentos auxiliares (consumo próprio, tensão da lâmpada, vida útil do conjunto) e escolha adequada das luminárias. Também é necessário que haja um controle operacional da rede de alimentação, que permita o controle de acendimento com precisão e possibilite a manutenção com menor custo inicial.

No que se refere à eficiência visual, estreitamente relacionada à qualidade da luz e sua aplicação, os projetos de iluminação precisam contemplar as características da área a iluminar para evitar a poluição lumínica e prover luz adequada a cada lugar. O ofuscamento, o brilho e o exagerado destaque da luz na iluminação pública são pautas de um projeto com baixa eficiência visual.

A eficácia econômica está relacionada, em iluminação urbana, a sistemas com alta tecnologia embarcada de elevado custo inicial, que se dilui ao longo do tempo de operação, empregando equipamentos de baixa manutenção, com equipamentos auxiliares de alta confiabilidade e redes de alimentação elétrica controladas.

NormasA normalização no campo da iluminação é

baseada em documento oficial emitido, no Brasil, pela Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT), que estabelece bases de procedimentos e medidas para realização ou avaliação de algo. Na sua essência, representa um conceito aceito pela comissão que a estabelece.

“Normas são um conjunto de preceitos/princípios resultantes da experiência acumulada de diversos profissionais. São destinados à utilização pela sociedade em geral, impondo um padrão mínimo de qualidade e segurança num determinado contexto”.

Uma norma, após sua publicação, tem força de lei e é, portanto, obrigatória. A aplicação de qualquer orientação normativa deve ser atestada tecnicamente através da anotação de responsabilidade técnica (ART), ficando, portanto sob a responsabilidade de um profissional habilitado.

Os objetivos da normalização podem ser divididos em quatro vertentes principais:

• Economia: para proporcionar a redução da crescente variedade de produtos e procedimentos;

• Segurança: proteger a vida humana e a saúde;

• Proteção ao consumidor: prover a sociedade de meios eficazes para aferir a qualidade dos produtos;

• Eliminação de barreiras técnicas e comerciais: evitar a existência de regulamentos conflitantes sobre produtos e serviços em diferentes países, facilitando assim o intercâmbio comercial.

Dentre as normas aplicáveis à iluminação pública, duas se destacam. A NBR 15129, de 08/2004, que trata de luminárias; e a NBR 5101, de 04/ 1992, que discorre acerca dos procedimentos para iluminação pública. Esta última fixa requisitos, considerados como mínimos necessários, à iluminação de vias públicas, os quais são destinados a propiciar algum nível de segurança aos tráfegos de pedestres e veículos. Em uma releitura desta norma, o novo objetivo é servir de base para o projeto luminotécnico de logradouros públicos, incluindo vias para tráfego de veículos e pedestres de forma a proporcionar visibilidade para a segurança do tráfego de veículos e pedestres de forma rápida, precisa e confortável.

Cálculo de instalações de iluminação públicaDevido à grande quantidade de fatores que

interferem na iluminação de vias públicas, o cálculo dessa variável sempre é uma tarefa complexa. O projeto precisa considerar as necessidades do trânsito e as características fotométricas das luminárias.

Existem métodos de avaliação da iluminação baseados em conceitos afins, porém distintos. Podemos agrupar esses métodos em:

1. Cálculos de iluminâncias

Método manual simples para projetar; método de coeficiente de iluminação; cálculo por pontos de gráfico; cálculo analítico.

2. Cálculo de luminâncias

Método da luminância; cálculo de iluminância semicilindrica.

O método manual simples é útil se aplicado apenas a projetos de instalações de iluminação pública em ruas e avenidas de acesso com geometria unilateral ou emparelhada. Vamos começar por estabelecer os dados em uma distribuição unilateral:

Largura da calçada

I = XX metros

I Lo divide-se em duas áreas delimitadas pela linha perpendicular das luminárias

L’ = lado da rua = XX metros

L” = lado calçada = XX metros

Altura da luminária

Para este método, a altura da luminária está diretamente relacionada à largura da calçada.

Unilateral h = l = XX metros

Bilateral h = L/2 = XX metros

Escolha da fonte de luz

As lâmpadas e as potências serão determinadas de acordo com as características das vias a iluminar e a altura de montagem das fontes de luz. Após a escolha, serão determinados os fluxos nominais da lâmpada.

F (fluxo) = xxx lúmens



cap

ítu

lo

2

h

e

I

I1I2



cap

ítu

lo

2

Fator de utilização

É a relação entre o fluxo emitido pela lâmpada e o que realmente chega à rua. Para cada luminária esta relação se dá em função da largura da via e a altura da luminária.

K(ul) = l/h K(u2) = l/h K(u) – Kul + Ku2

Fator de manutenção

É o somatório do coeficiente determinado pela classe da luminária e pela depreciação do fluxo da lâmpada, segundo visto nas tabelas abaixo.

Fator V (u)

Atmosfera - Classe IP44 IP55 IP65

Atmosfera contaminada 0,7 0,8 0,9

Atmosfera não contaminada 0,85 0,9 0,95

Tipo de lâmpada Fator (f)

Lâmpada de vapor de mercúrio 0,85

Lâmpada de vapor de sódio difusa 0,88

Lâmpada de vapor de sódio clara 0,90

Lâmpada de vapor de sódio plus 0,95

Lâmpada de vapor de mercúrio halogenado

0,85

V = V (u) + V (f)

Separação de colunas

Neste método, a distância de separação entre colunas está relacionada à altura e ao tipo de luminária e lâmpada empregada (coeficiente k).

Tipo de luminária Tipo de lâmpada (k)

Cut-off Bulbo fluerescente 2,8

Bulbo Claro 3

Semi cut-off Bulbo fluerescente 3,2

Bulbo Claro 3,5

No cut-off Bulbo fluerescente 3,7

Bulbo Claro 4

Cálculo da iluminância média

É feito com base no conceito da iluminância visto anteriormente.

Montagem unilateral:

Emed = (F x K x V) / (l x e)= ....Lux

Montagem bilateral:

Emed = (2F x K x V) / (l x e)= ....Lux

Cálculo da luminância média

A luminância média será determinada com base no valor de Emed relacionado a um coeficiente que surge do tipo de pavimento (R).

Luminância L = E / R

Fator de utilização

O fator de utilização é uma medida do rendimento do conjunto lâmpada-luminária e é definido como quociente entre o fluxo útil, o que chega à via, e o emitido pela lâmpada.

η =

φ útil

φ L

Normalmente o fator é representado por curvas fornecidas pelos fabricantes com as luminárias. Estas curvas são encontradas em função do quociente largura da rua / altura (A/H), a mais habitual, ou dos ângulos g1, g2 no lado da via e calçada, respectivamente. (Fig. 92)

Dos gráficos se pode observar que há dois valores possíveis, uma para o lado da calçada, e outro para o lado da via, obtidos das curvas. (Fig. 93)

Para obter o fator de utilização total da seção transversal da rua é preciso somar os coeficientes do lado da calçada e do lado da via.

No cálculo por coeficiente de utilização para entrar na curva de utilização ou de rendimento longitudinal e determinar o valor percentual do fluxo luminoso que incide na via do projeto, primeiro deve-se calcular a relação b / h para o lado da calçada e a relação (a-b) / h para o lado da via, onde a corresponde à largura da calçada; b à distância entre a ponta da calçada mais próxima à coluna e a projeção do centro fotométrico da luminária sobre a calçada; e h é a altura da montagem da luminária sobre o nível da via.

Com os dados de b / h e (a-b) / h encontra-se o eixo de abscissas da curva e em cada um dos pontos se levanta uma normal até cortar a curva de utilização do lado da calçada e do lado da via, respectivamente.Nesses pontos são traçadas paralelas ao eixo das abscissas e onde essas cortam o eixo de ordenadas haverá o coeficiente uv do lado da calçada e uc do lado da calçada. A fórmula usada para calcular a iluminância média está representada na figura a seguir, juntamente com os gráficos.

Quase sempre, ao iniciar um projeto, os dados que se têm são a iluminância média, largura da via, coeficiente de manutenção, às vezes o fluxo luminoso e/ou a altura de montagem. Com essas informações e a equação da iluminância média, calcule a distância entre colunas consecutivas:

E* u * ma *

dmed

= U

Cálculo ponto por ponto

Para fazer este tipo de cálculo é necessário dividir a zona de cálculo e a via entre duas colunas consecutivas em uma quantidade de pontos alinhados às necessidades de avaliação.



cap

ítu

lo

2

Figura 92 – Curvas do fator de utilização Figura 93 – Valores possíveis obtidos das curvas

3h 3hA/H

2h 2h

lado calçada lado calçadalado calçada

lado via lado via

lado via

h h0 00 00

0,1 0,10,1

0,2 0,20,2

0,3 0,30,3

0,4 0,40,4

0,5 0,50,5η ηη

g2

g1

H

A2

A1

A

g2

g1

-h 90° 60° 30° 0° 30° 60° 90°3h2h

lado calçadalado via

h0-h A2

HA

1

H

0

0,25

0,3

0,4

0,5η

η1

η2



cap

ítu

lo

2

Cálculo Gráfico

Assim como as curvas Isolux das luminárias, é necessário que a distância de cada ponto, relacionado a cada uma das luminárias da área de cálculo, seja dividida pela altura da montagem e com esse valor se dá entrada em um gráfico de curvas para determinar qual é o valor da luminância que aporta neste ponto a luminária. Nas curvas Isolux de valores absolutos, desenham-se curvas para uma altura e um fluxo luminoso determinados; seria necessário corrigir o valor calculado para obter-se o verdadeiro valor que atenda ao projeto. Esta correção pode ser expressa pelas fórmulas:

Epl = Σ Ei

Ep = Epl *φ / φl * h2 / hl2

Onde:

Ei é a iluminância de uma luminária no ponto de cálculo segundo a curva Isolux

Ep é a luminância no ponto de cálculo

Epl é a luminância no ponto de encontro da curva Isolux

φ é o fluxo luminoso da lâmpada para o cálculo

φl é o fluxo luminoso da lâmpada na curva Isolux

h é a altura de montagem da luminária do cálculo

hl é a altura de montagem da luminária na curva Isolux

Cálculo Analítico

Neste método, se calcula a luminância incidente de cada luminária nos pontos da área, determinado previamente nos ângulos Cp y’p.

C C

Tg

arc tg

tg C x by d

h(y d) (x b)

arc tg

y

pp

p

p p

pp

2p

2

p p

= -=

=

-

=- + -

c

c

Onde:

Yp é a distância longitudinal do ponto à origem das coordenadas

Xp é a distância transversal do ponto à origem de coordenadas

gp

Xp

yp

Y

b

d

h

X

Xp

yp

d

b

Área de cálculo

Via

Calçada

Calçada

c

Cp é o ângulo vertical incidente no ponto

gp é o ângulo vertical incidente no ponto

b é a distância transversal da origem de coordenadas da projeção do centro fotométrico da luminária sobre a calçada

h é a altura de montagem da luminária sobre o nível da calçada

d é a distância longitudinal da coluna à origem das coordenadas

Determinados os ângulos segundo as equações 1 e 2 expressas na figura anterior, é preciso extrair os valores da intensidade para obter-se a intensidade luminosa que incide no ponto considerado. A iluminância incidente no ponto é determinada pela fórmula:

Eh

I (C , ) * cosi 2

p p p3

p=

c c

A luminância do ponto calculado é a somatória das luminâncias incidentes naqueles pontos.

E Eip =/

A luminância média na zona de cálculo será:

E NEp

med =/

Sendo Ep a iluminância horizontal do ponto; Emed a iluminância média na área de cálculo; e N é o número de pontos de cálculo na área.

O método dos nove pontos é utilizado para calcular e verificar uma instalação em funcionamento. Suponha um trecho de rua com disposição unilateral das luminárias e separadas a uma distância d. Devido às simetrias existentes e que se pode ver na figura explicativa deste método, bastará calcular as iluminâncias na área assinalada. No resto da rua, estes valores se repetirão periodicamente. Para fazer os cálculos, a área é dividida em nove partes com outros tantos pontos.

E S S SE .S E .S E .S E .S

1 2

1 1

i 1

9

m9

2 2 9 9i i= + +

+ + =++

ff

=

/O valor médio das luminâncias para esse caso

será:

E E E 2E 4E 2E E 2E E16

21 2 3 4 5 6 7 8 9+ + + + + + ++

Com:

S S S S 4A . A.d S

S S A . 8d A.d S

S S 4A . d A.d S

S A . d A.d S

8d

32

2

2

4

2 16

4 16

2 4 8

1 3 7 9 1

1

1

1

2 8

4 6

5

= = = = = =

= = = =

= = = =

= = =

A expressão anterior também é válida para as disposições bilateral e escalonada. Para calcular as luminâncias sobre cada ponto, basta consideraremos a contribuição das luminárias mais próximas. A luminância em cada ponto vale:

Ei = Eia + Eib + Eic



cap

ítu

lo

2

Figura 94 – Método de cálculo dos nove pontos

d d d dd/2

d/2

A/4

d

d/8

8

9

7

5

6

4

2

3

1

Zona característica Via

Via

Eixo

Calçada

Calçada

Calçada

Calçada

AB

B A C

A C

A

Eixo



cap

ítu

lo

2

E 16E 2E E 2E 4E 2E E 2E E

m1 2 3 4 5 6 7 8 9= + + + + + + + +

Além de Em, pode-se calcular os coeficientes da uniformidade média e extrema das iluminâncias.

G1 = uniformidade média = Emin / Em

G2 = uniformidade extrema = Emin / Emax

Para calcular as iluminâncias pode-se proceder de duas maneiras. A primeira delas é usando a fórmula:

.cosH

I(C, )E 2

3

i =c

Com I pode-se obter os gráficos polares ou da matriz de intensidades em candelas por quilolúmen, que acompanha os ensaios da luminária empregada. Outra possibilidade é recorrer a um método gráfico, no qual os valores das iluminâncias são obtidos pela leitura direta das curvas Isolux. Para isso serão necessárias as curvas Isolux da luminária; a planta da rua desenhada na mesma escala que a curva Isolux; uma tabela para anotar os valores tomados.

Sobre o plano da planta, situamos os nove pontos e as projeções dos centros fotométricos das luminárias sobre a rua. A seguir, superpõe-se sucessivamente a curva Isolux sobre o plano de maneira que sua origem fique sobre a luminária e os eixos estejam corretamente orientados (0-180º paralelo ao eixo da rua e 90º – 270º perpendicular ao mesmo). São lidos os valores de luminância em cada ponto e anota-se na tabela. Soma-se os valores relativos a cada ponto e calculados os valores reais. Finalmente, calcula-se a iluminância média e os fatores de uniformidade média e extrema. Existem outros métodos de cálculos

confiáveis e potentes em aplicações de informática, mas os princípios em que se baseiam são os mesmos. (Fig. 95)

Sistemas de gestão à distânciaCada vez mais, as entidades responsáveis pela

gestão da iluminação pública buscam soluções que as apóiem na melhor gestão da rede, diminuindo os custos sem ignorar a qualidade de serviço prestado ao cidadão. Para uma adequada resposta a essas demandas, a tecnologia entrou em ação com o desenvolvimento de aparatos inovadores destinados à gestão da iluminação pública à distância - na década de 1990, esses dispositivos proporcionaram um salto qualitativo de toda a gestão da rede de iluminação.

Esses sistemas são desenvolvidos para responder aos objetivos da iluminação pública, operando sobre quatro bases: gestão centralizada e controlada; eficiência dos componentes; segurança e economia de energia. Ademais, permitem rápida resposta a problemas.

A gestão centralizada e controlada da rede de iluminação pública pode ocorrer a partir de um computador com software apropriado instalado em um escritório. As informações coletadas permitem melhorar a manutenção dos equipamentos, reduzindo custos; possibilitam fazer comparações entre as diversas marcas dos elementos utilizados, controlando a vida útil; e verificam a melhor relação custo-benefício de cada componente.

Estes sistemas conseguem fazer interface com outros diferentes, como painéis elétricos ou colunas de iluminação, verificando seu estado e controlando o acendimento da rede de qualquer parte do território. No dia a dia, esses sistemas possibilitam



Ei = Eia + Eib + Eic + Eid + Eie + Eif

Figura 95 - Representação do método gráfico para obtenção de valores das iluminâncias

d/2

A/4

d

d/8

8

9

7

5

6

4

2

3

1

Via

Calçada

CalçadaDistribuição de pontos em uma disposição unilateral

B A C

A

Eixo

d/2

d/2

A/4

A/4

d

d

d/8

d/8

8

8

9

9

7

7

5

5

6

6

4

4

2

2

3

3

1

1

Via

Via

Calçada

Calçada

Calçada

Calçada

Distribuição de pontos em uma disposição escalonada

Distribuição de pontos em uma disposição bilateral

B

B

A

A

C

C

FDE

A

A

Eixo

Eixo

ainda verificar eventuais anomalias sofridas por painéis elétricos e lâmpadas, relevar o consumo da instalação, organizar a programação das reparações, programar o grau de luminosidade em distintas áreas e períodos do ano.

Esses sistemas analisam a correta eficiência dos componentes da instalação para eliminar as causas de seus danos: aleatoriedade do funcionamento; baixa tensão; deterioração dos equipamentos auxiliares; e consumo anormal de energia por lâmpadas.

Entre os parâmetros verificados pelos sistemas de gestão à distância da iluminação pública estão o mau funcionamento do capacitor; o estado da lâmpada, do fusível da coluna de iluminação, da linha de alimentação energética, dos interruptores de proteção, da porta de acesso ao painel elétrico, entre outros itens; controle de envelhecimento de lâmpadas; e ativações diversas.

Ademais, reconhecer e comandar a tensão sobre a rede elétrica ajuda a reduzir riscos, aumentando a segurança das pessoas no caso de acidentes provocados por rupturas ou desprendimento dos cabos. As informações geradas pelos sistemas de gestão à distância permitem detectar a fuga de energia e realizar o corte de cabos de forma imediata.

Componentes dos sistemas de gestão à distância

Distintos componentes integram os sistemas de gestão à distância, entre eles modernos softwares; modem de transmissão de dados; PLC de controle de painéis e lâmpadas; módulo de controle e comando da lâmpada; e módulo de controle de saídas de circuitos.

Os softwares têm como função principal controlar e visualizar eventos de todo o sistema de iluminação, entre eles o sistema de acendimento, programação de lâmpadas de forma individual ou em grupos, geração e impressão de dados, e servir de base de dados do sistema de painéis, lâmpadas e consumo.



cap

ítu

lo

2

Figura 96 – Esquema geral de um sistema de gestão à distância da iluminação pública

PC

PC

PCRede Telefônica Onda portadoora

MODEM PLC

Rede Telefônica

Rede Telefôn

ica



cap

ítu

lo

2

O PLC de controle de painéis e lâmpadas comanda o acendimento do sistema de iluminação e todas as partes do painel, além da comunicação em rede. Ele age também como uma espécie de banco de dados, pois memoriza as informações recebidas e transmite ao centro de controle, além de ter papel de patrulhador, pois realiza verificações de tensão de entrada e saída, sub e baixa tensão.

O módulo de controle e comando da lâmpada é encapsulado em resina e controla o funcionamento dessa fonte de luz, comunicando ao PLC defeitos e possibilitando programar individualmente cada luminária.

Por fim, as principais funções do módulo de controle de saídas de circuito são controlar a presença de tensão em cada fase de cada circuito de saída; analisar quatro circuitos de saída trifásica por módulo; e avaliar até dezesseis circuitos trifásicos de saída, acoplando até quatro módulos.

Lâmp. em linha

LD= Linha dedicada exclusivamente para sinal: par telefônico ou similar 2x0,22 mm2 (Mínimo)Neutro

Controlador

LD

Fase

1 2 3 4

6 5

StarterSérie

Controlador padrão com linha de comunicação dedicada

Controlador de corrente

Capacitor Lâmpada

Lâmp. em linha

Neutro

Con

trol

ador

Fase

1 2

8 7

3 4

6 5

StarterSérie

Controlador para controlador de corrente de dupla potência


Capacitor Lâmpada

Capacitor

Lâmpadas em linha

Neutro

Fase

1 2 3 4

Fusível

Starter


Controlador padrão para lâmpadas de descarga

Lâmpada

Education

Livro Iluminação Urbana