Faculdade de Engenharia Departamento de Engenharia Elétrica Noções de Luminotécnica Prof. Luiz...

Faculdade de EngenhariaDepartamento de Engenharia Elétrica

Noções de LuminotécnicaProf. Luiz Sebastião Costa

LUMINOTÉCNICA

CONCEITOS ELEMENTARES

LUZ 

Você é a luz do meu caminho

"Iluminar - distribuir luz de acordo com a percepção humana". 

Iluminação artificial  

não consideraremos a iluminaçãoproduzida pela luz natural

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LUZ 

Aspecto de energia radiante que umobservador humano constata pela sensação visual

Demais conceitos

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 INTENSIDADE LUMINOSA - I

Unidade de intensidade luminosa: candela [ cd ]UERJ – Faculdade de Engenharia – Prof. Luiz Sebastião Costa

é a grandeza característica do fluxo energético

Unidade: lumen [ lm ]

R

fonte

FLUXO LUMINOSO

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FOTOMETRIA 

fotômetros de comparação visual 

fotômetros que utilizam células fotoelétricas

Células Fotoelétricas 

transformam fluxo em grandezas elétricas.  

princípios básicos de funcionamento 

fotoemissão 

fotovoltaico 

fotocondução (LDR-Light dependent resistor) 

foto diodosUERJ – Faculdade de Engenharia – Prof. Luiz Sebastião Costa

SE

ILUMINAMENTO

Unidade de iluminamento [ lm/m² ] [lux]

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LUMINÂNCIA 

intensidade luminosa irradiada, em uma direção determinada, por uma superfície elementar iluminada 

I dIL = Lim ------- L = ------ [cd/m²] = [nit]Sa 0 Sa dSa

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SUPERFÍCIE FOTOMÉTRICA - DIAGRAMAS FOTOMÉTRICOS

CURVA FOTOMÉTRICA HORIZONTAL

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CURVA FOTOMÉTRICA VERTICAL

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exemplo de curvas fotométricas  

Curva fotométrica vertical de uma lâmpada de vapor de mercúrio de 250 W

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Curva fotométrica vertical de uma lumináriapara iluminação pública

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DIAGRAMA DE ISOCANDELAS 

Linha isocandela > mesma intensidade luminosa

diagrama de isocandelas em projeção senoidal

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DIAGRAMA DE ISOLUX 

luminária de iluminação pública

Curva isolux > mesmo iluminamento.

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Eh

I

d

P

h

Ev

LEI DE LAMBERT 

Rege o iluminamento (E) de um ponto de uma superfície proporcionado por uma fonte puntiforme.

E I  

E 1/d²  

E cos

I cos E=----------- [lx] d2

substituindo d por h: I cos³h = d cos logo Eh = ----------- [lx] (plano horiz)

h²

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Eh

I

d

h

mais fontes > soma do iluminamento de cada fonte

n Ii cos³i

E = Ei sendo Ehi = -------------- [lx] i=1 hi²  

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FONTES de LUZ

Sol LÂMPADAS ELÉTRICAS Lâmpadas incandescentes Lâmpadas de descarga Lâmpadas LED’s

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LÂMPADA INCANDESCENTE

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Fabricada em 1879 - THOMAZ A. EDSON -Efeito Joule  

 VIDA MÉDIA 

- lâmpadas de iluminação geral : 750 a 1000 h   

RENDIMENTO  15 lm/W

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 LÂMPADAS DE DESCARGA

utilizam a descarga elétrica através de um gás argônio, neônio, xenônio, hélio, e vapores de mercúrio e sódio.

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LÂMPADA FLUORESCENTE vapor de argônio ou mercúrio a baixa pressãoparede interna revestida com material fluorescente

PARTIDA E OPERAÇÃO"starter" e reator.

"starter"

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TIPOS DE LÂMPADA QUANTO À POTÊNCIA 5 W até 215 W 15, 20, 32, 40, 65, 85, 100, 110, e 125 W VIDA MÉDIA 7500 h a 25000 h, ciclos de funcionamento de 3 h RENDIMENTO  64 lm/W a 75 lm/W + consumo do reator 15%

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EFEITO ESTROBOSCÓPICO

fluxo luminoso emitido é proporcional à corrente “flicker”

MÉTODOS PARA REDUÇÃO DO EFEITO  reatores duplos - com capacitor em série

reatores eletrônicos UERJ – Faculdade de Engenharia – Prof. Luiz Sebastião Costa

LÂMPADA A VAPOR DE MERCÚRIO

tubo de arco em quartzo com argônio e mercúrio

PARTIDA E OPERAÇÃO

reator para limitar a correnteUERJ – Faculdade de Engenharia – Prof. Luiz Sebastião Costa

 VIDA MÉDIA 18 000 h - período de 5 h por partida RENDIMENTO 50 lm/W

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OUTROS TIPOS DE LÂMPADA DE DESCARGA - lâmpadas de multivapores metálicos = 80

lm/W 

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OUTROS TIPOS DE LÂMPADA DE DESCARGA - lâmpadas de luz mista = 25 lm/W  - lâmpadas de vapor de sódio = 130 lm/W - lâmpadas de xenônio = 100 lm/W

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LUMINÁRIAS

funções principais 

modificar a distribuição do fluxo luminoso 

diminuir o ofuscamento da fonte de luz 

proteger a fonte de luz  

permitir a conexão elétrica - DECORAÇÃO

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Classificação pela distribuição luminosa

Direta - muita sombra - maior rendimento 

Semi-direta - sombra atenuada - acolhedor 

Difusa - iluminação mais homogênia 

Semi-indireta - sombras atenuadas 

Indireta - sem sombras - baixo rendimentoUERJ – Faculdade de Engenharia – Prof. Luiz Sebastião Costa

CÁLCULO DA ILUMINAÇÃO   

MÉTODOS DE CÁLCULO 

- Método da carga mínima - Método do ponto a ponto- Método do fluxo luminoso: a) processo simplificado b) das cavidades zonais

MÉTODO DO FLUXO LUMINOSO

escritórios, estabelecimentos comerciais e industriais, ruas, etc; ou mesmo residências 

Processo Simplificado 

S.E= ------- [lumens] onde: .d 

= fluxo luminoso total [lumens]E = nível de iluminamento [lux]S = área do plano de trabalho [m²] = coeficiente de utilizaçãod = fator de depreciação ou de manutenção

Nível de iluminamento - E - Função da utilização do local- Norma NBR-5413

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COEFICIENTE DE UTILIZAÇÃO ( ) 

é a relação entre o fluxo luminoso que incide no plano de trabalho (fluxo útil) e o fluxo total emitido pelas luminárias. 

depende do tipo de luminária, das dimensões do local e da refletância do teto e paredes 

1o determinar o índice do local (I) 

2o verificar refletância do teto e paredes 

3o determinar Coeficiente de Utilização ()

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Fator de depreciação ou manutenção - d 

relaciona o fluxo luminoso que ilumina o plano detrabalho na época de manutenção da instalação e ofluxo luminoso no início da operação 

depende:- modificação da refletância da luminária e das paredes devido ao envelhecimento- acúmulo de poeira- diminuição do fluxo da lâmpada com o uso d - fator de depreciação devido à luminária

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NÚMERO DE LUMINÁRIAS 

n = -----  onde: n = nº de luminárias = fluxo luminoso total (lumens) = fluxo luminoso da(s) lâmpada(s) da luminária [lumens]

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Distribuição das Luminárias 

iluminamento uniformemente distribuído 

mínimo = 1/10 ou 1/5 do valor máximo

L

L/2

Disposição típica de montagem

verificar se L e d não ultrapassam o espaçamento máximo recomendado

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Ofuscamento 

evitar o uso de fonte de grande potênciacolocada a baixa altura  

colocar fontes de luz a uma altura tal que:

utilizar luminárias com vidros difusores,colméias ou grades

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Instalações ElétricasA. J. Macintyre / Júlio Niskier – 5a Edição

Instalações Elétricas – Hélio Creder – 15a Edição 

Iluminação e Fotometria – Vinícius da A. Moreira

IES Lighting Handbook – Illuminating Eng. Society

Bibliografia

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