Cálculo do Sistema de Iluminação com Fatores de Utilização e Depreciação, Notas de aula de Cálculo

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Parte 6

Cálculo Luminotécnico

Prof. Nelson Solano

O PROCESSO DO PROJETO LUMINOTÉCNICO

DEFINIÇÃO DO SISTEMA DE

ILUMINAÇÃO

ESCOLHA DA FONTE

ESCOLHA DA LUMINÁRIA

DIMENSIONAMENTO DA

INSTALAÇÃO

Como será feita a iluminação?

Iluminação geral Iluminação do plano de trabalho

Cálculo de Iluminação Geral
DEFINIÇÃO DO SISTEMA DE

ILUMINAÇÃO

“Wall washer” Iluminação de destaque

Cálculo de Iluminação Geral
DEFINIÇÃO DO SISTEMA DE

ILUMINAÇÃO

COMO AVALIAR E MEDIR AS QUESTÕES RELATIVAS À ILUMINAÇÃO NATURAL E ARTIFICIAL?

TODOS OS MÉTODOS DE SIMULAÇÃO E CÁLCULO NA ÁREA DE ILUMINAÇÃO NATURAL E ARTIFICIAL TEM BASE MATEMÁTICA E FÍSICA E EXPRESSAM- SE EM DOIS MODELOS CLÁSSICOS DE PREDIÇÃO:

MÉTODO DOS FLUXOS

MÉTODO PONTO A PONTO

O Método das Eficiências, dos Fluxos ou dos Lumens consiste em se definir valores médios (um nível homogêneo) do nível de iluminação desejado em determinado ambiente.

QUAL É A IMPORTÂNCIA DOS NÍVEIS MÉDIOS DE ILUMINÂNCIA? Resposta: Quando não tivermos grandes diferenças entre os valores mínimos e máximos.

EM QUE SITUAÇÃO DE PROJETO ISSO OCORRE? Resposta: Para as atividades laborativas e produtivas para as quais a boa distribuição dos níveis de E pelo local (ou seja, a boa distribuição de luz) é um dos pré-requisitos de desempenho visual. COMO POSSO SABER SE A UNIFORMIDADE DE DISTRIBUIÇÃO DE LUZ É BOA OU NÃO?

Resposta: A UNIFORMIDADE é definida pela NBR 8995-1 como sendo:

• A relação entre E min / E medio e esta relação deveria ser no mínim 0,

COM O MÉTODO DOS FLUXOS EU CONSIGO SABER A UNIFORMIDADE?

Resposta: Não !! Porque com ele eu só calculo o valor do E médio!

ISSO É ALGUM PROBLEMA? Resposta: Absolutamente não, porque a aplicação deste método já pressupõe que o ambiente já tem luz uniforme.... DE QUE FORMA, OU SEJA, COM QUE MEIOS EU POSSO FAZER ESTA AVALIAÇÃO? Resposta: Teoricamente com o método ponto a ponto. Na prática, somente com os softwares. E isso fica fácil de ser visualizado nos programas.

MÉTODO DOS LUMENS

CONSISTE EM SE DEFINIR EM VALORES MÉDIOS (UM NÍVEL

HOMOGÊNEO) DO NÍVEL DE ILUMINÂNCIA DESEJADO EM

DETERMINADO AMBIENTE, LEVANDO EM CONSIDERAÇÃO OS

SEGUINTES PARÂMETROS:

A LUMINÁRIA ESCOLHIDA COM SEU RENDIMENTO E SUA ALTURA

EM RELAÇÃO AO PLANO DE TRABALHO

A LÂMPADA UTILIZADA COM SEU RESPECTIVO FLUXO LUMINOSO

AS CARACTERÍSTICAS DO REATOR

E AS CARACTERÍSTICAS DO AMBIENTE:

SUA ATIVIDADE

DIMENSÕES

CORES (COEFICIENTES DE REFLEXÃO DE PISO, PAREDES E TETO)

MANUTENÇÃO

ILUMINAÇÃO

ENVOLTÓRIA

Índice K

ILUMINAÇÃO

ENVOLTÓRIA

Índice K

ERRADO

CERTO

ILUMINAÇÃO

ENVOLTÓRIA

RCR

Alguns fabricantes dão esta variável por meio do RCR (ou RCL) e não do K.

ILUMINAÇÃO

ENVOLTÓRIA

RCR – Room Cavity Ratio

Ambientes retangulares

Ambientes quadrados

Ambientes Irregulares

A relação do RCR com o fator K é apresentada pela equação: RCR = 5 /K

Dados Fotométricos

Rendimento

O rendimento de uma luminária varia de acordo com:

• A refletância do material da luminária: Exemplo – Chapa de aço pintada, tipo de alumínio;
• Tipo de lâmpada utilizada, dimensão do bulbo das lâmpadas fluorescentes;
• Presença de elementos de limitação de ofuscamento. Exemplo: difusores, aletas, louvres.
• Aletas em policarbonato e alumínio. As primeiras dão menor rendimento porém menor ofuscamento. As segundas maior rendimento e maior ofuscamento.

5. 2 RENDIMENTO LUMINOSO (ou eficiência) DO RECINTO :

É a relação entre o fluxo luminoso total que chega no plano de

trabalho e o fluxo total emitido pelas luminárias.

Unidade: %.

Depende das dimensões do local (influência esta dada

através de um fator chamado Índice de Recinto) e das suas

cores.

5. DETERMINAÇÃO DO COEFICIENTE ( OU FATOR) DE UTILIZAÇÃO (u ou Fu):

O RENDIMENTO DA LUMINÁRIA E O RENDIMENTO LUMINOSO (ou eficiência) DO RECINTO , ASSIM COMO A QUESTÃO DIMENSIONAL/FORMAL DO AMBIENTE POR MEIO DO SEU ÍNDICE DE AMBIENTE (K) SERÃO TODOS INCORPORADOS NO CÁLCULO ATRAVÉS DO FATOR DE UTILIZAÇÃO !!

ϕ luminária

ϕ plano

Eficiência da luminária Simbologia : ηηηηL Unidade : -

ηηηηL = ϕϕϕϕlamp

ϕϕϕϕ lum

Eficiência do Recinto Simbologia : ηηηηR Unidade : -

ηηηηR = ϕϕϕϕ lum

ϕϕϕϕ plano

Fator de utilização Simbologia : Fu Unidade : -

Fu = ηηηηL. ηηηηR

5. DETERMINAÇÃO DO COEFICIENTE ( OU FATOR) DE UTILIZAÇÃO (u ou Fu): Cálculo de Iluminação Geral

MÉTODO DOS LUMENS – ROTEIRO DE CÁLCULO

5. DETERMINAÇÃO DO COEFICIENTE ( OU FATOR) DE UTILIZAÇÃO (u ou Fu):

O u INDICA A EFICIÊNCIA LUMINOSA DO CONJUNTO LÂMPADA + LUMINÁRIA + RECINTO (suas dimensões e cores). É DADO PELO CATÁLOGO DA LUMINÁRIA EM TABELA (ex.abaixo)

ÍNDICE DE RECINTO K

CORES

MÉTODO DOS LUMENS – ROTEIRO DE CÁLCULO

6. DETERMINAÇÃO DO FATOR DE DEPRECIAÇÃO (d ou Fd): O FATOR d É OBTIDO:

• DOS DADOS DE DEPRECIAÇÃO DO FABRICANTE DE LÂMPADAS
• DE UM JULGAMENTO DAS CONDIÇÕES DE LIMPEZA DO LOCAL
• DA FREQUÊNCIA DE LIMPEZA DAS LUMINÁRIAS

DESTA MANEIRA TENHO 2 MANEIRAS DISTINTAS DE OBTÊ-LO:

1ª) Adoto valores médios referenciados pela prática

MÉTODO DOS LUMENS – ROTEIRO DE CÁLCULO

1ª) DE MANEIRA GERAL ADOTA-SE UM VALOR DE:

• = 15% a 20% PARA AMBIENTES COM BOA MANUTENÇÃO (portanto, d = 0,85 ou 0,
• = 30% PARA AMBIENTES COM MANUTENÇÃO RUIM (portanto, d = 0,70)
• = 40% PARA AMBIENTES COM MANUTENÇÃO CRÍTICA (portanto, d = 0,60)

2ª) POR VALORES CALCULADOS/TABELADOS SEGUNDO RECOMENDAÇÃO DA NBR 8995-1:

A NORMA APRESENTA UMA FÓRMULA QUE AGREGA A FREQUÊNCIA DE LIMPEZA DAS LUMINÁRIAS E DO AMBIENTE, A DEPRECIAÇÃO DO FLUXO LUMINOSO E A VIDA MEDIANA E REFERENIA-SE A NORMA CIE 97.

MÉTODO DOS LUMENS – ROTEIRO DE CÁLCULO

7. FATOR DE FLUXO LUMINOSO DO REATOR – Ballast Factor (Bf)

Até há pouco tempo este fator não aparecia na fórmula pois os reatores eletromagnéticos tinham um único índice de iluminação, independentemente do tipo ou de marca. Com o advento dos reatores eletrônicos, cada reator tem um índice Bf. Existem reatores que fazem a lâmpada emitir 90% de seu fluxo luminoso nominal, até tipos de alta performance que têm um índice de 110% ou, 1,1. Para projetos com lâmpadas que não operam com reatores eletrônicos este índice Bf pode ser desprezado.

ESPAÇAMENTO DE LUMINÁRIAS TUBULARES

CCÁÁLCULULO LUMINOTLCULULO LUMINOTÉÉCNICOCNICO MMéétodo Ponto a Pontotodo Ponto a Ponto

Cálculo de Iluminação Pontual

E = (Ia. cos a) : h^2 / cos^2 a E = (Ia. cos a). cos^2 a / h^2

d^2 = h^2 / cos^2 aaaa

EXERCÍCIO 2

Ep = 4,

Para fontes puntiformes – 110 V Iα

Ep = hm^2

Ep = (2,2)^2

Ep = 258 Lux

Ep = 4,

Para fontes puntiformes – 220 V Iα

Ep = hm^2

Ep = (2,2)^2

Ep = 196 Lux

EXERCÍCIO 3

Qual e a area de mesa e de piso que esta luminaria pode iluminar

NA MESA:

D = 2. h. tg α/ D = 2. 2,2. tg 30/ D = 4,4. tg 15 D = 4,4. 0, D = 1,18 m ∴ r = 0,59 m AREA NA MESA: Area = Π. r^2 Area = 3,1416. (0,59)^2 Area = 1,09 m^2

NO CHAO:

D = 2. h. tg α/ D = 2. 3. tg 30/ D = 6. tg 15 D = 6. 0, D = 1,61 m ∴ r = 0,805 m NO CHAO: Area = Π. r^2 Area = 3,1416. (0,805)^2 Area = 2,04 m^2

EXERCÍCIO 4

Tenho um objeto em uma loja ou na vitrine, conforme a figura abaixo e quero iluminá-lo com uma lâmpada halógena DECOSTAR 35 S da OSRAM. Pergunta-se qual será a abertura de facho da lâmpada que tenho que escolher?

α = 2. arc tg r/d α = 2. arc tg 0,35/ α = 2. arc tg 0, α = 2. 5 = 10 graus