Propostade retroﬁt parasistemade

Universidade Estadual de LondrinaCentro de Tecnologia e UrbanismoDepartamento de Engenharia Elétrica

Carolina Alves Bianchini

Proposta de retrofit para sistema deiluminação da Biblioteca Pública Municipalde Londrina visando à adesão ao Programa

Brasileiro de Etiquetagem

Londrina2017/2018

Universidade Estadual de Londrina

Centro de Tecnologia e UrbanismoDepartamento de Engenharia Elétrica


Proposta de retrofit para sistema de iluminação daBiblioteca Pública Municipal de Londrina visando à

adesão ao Programa Brasileiro de Etiquetagem

Trabalho de Conclusão de Curso orientado pelo Profa. Dra. SilviaGalvão de Souza Cervantes intitulado “Proposta de retrofit parasistema de iluminação da Biblioteca Pública Municipal de Lon-drina visando à adesão ao Programa Brasileiro de Etiquetagem”e apresentado à Universidade Estadual de Londrina, como partedos requisitos necessários para a obtenção do Título de Bacharelem Engenharia Elétrica.

Orientador: Profa. Dra. Silvia Galvão de Souza Cervantes

Londrina2017/2018

Ficha Catalográfica

Carolina Alves BianchiniProposta de retrofit para sistema de iluminação da Biblioteca Pública Muni-cipal de Londrina visando à adesão ao Programa Brasileiro de Etiquetagem -Londrina, 2017/2018 - 69 p., 30 cm.Orientador: Profa. Dra. Silvia Galvão de Souza CervantesEficiência Energética. Etiquetagem de Edificações. Iluminância. RegulamentoRTQ-C. Sistema de Iluminação.I. Universidade Estadual de Londrina. Curso de Engenharia Elétrica. II. Pro-posta de retrofit para sistema de iluminação da Biblioteca Pública Municipalde Londrina visando à adesão ao Programa Brasileiro de Etiquetagem.


Proposta de retrofit para sistema deiluminação da Biblioteca Pública Municipalde Londrina visando à adesão ao Programa

Brasileiro de Etiquetagem

Trabalho de Conclusão de Curso apresentado ao Curso deEngenharia Elétrica da Universidade Estadual de Londrina,como requisito parcial para a obtenção do título de Bacharelem Engenharia Elétrica.

Comissão Examinadora

Profa. Dra. Silvia Galvão de SouzaCervantes

Universidade Estadual de LondrinaOrientador

Prof. Me. Osni VicenteUniversidade Estadual de Londrina

Dr. Fernando Vladimir Cerna ÑahuisUniversidade Estadual de Londrina

Londrina, 19 de fevereiro de 2018

Dedico este trabalho aos meus pais, que nunca deixaram de acreditarem meu potencial e sempre me apoiaram em todas as decisões.

Agradecimentos

Agradeço, sobretudo, a Deus por sempre estar presente em meu caminho e iluminarminhas escolhas. Muitas vezes, durante esse percurso, Ele me deu forças e fé para enfrentaras dificuldades, dúvidas e desânimos. Termino essa etapa com a certeza de que Eleplanejou toda essa jornada e continuará me guiando nos próximos desafios da vida.

Agradeço a vocês, pai e mãe, por terem batalhado tanto para garantir bons estudosa mim e ao meu irmão, mesmo quando a situação estava extremamente difícil. Nuncanos faltou nada, principalmente amor e carinho. Tudo que sou e conquistei foi graças aoesforço e amor que vocês me deram.

A você, pai, muito obrigada pelos sábios conselhos e conhecimento passados em diver-sos momento de minha vida; sem eles, não teria a personalidade e caráter que me abremtantas portas. Todo seu carinho foi imprescindível para aguentar as noites mal dormidas,o desespero diante dos obstáculos e os incidentes que nos desviavam do dia a dia. Você éum exemplo de grande homem para mim.

Agradeço a você, mãe, por mostrar que o amor materno é, de fato, incondicional.Obrigada por ser a minha melhor amiga e meu porto seguro em todas as situações, semexceção. Devo a você essa inspiração de mulher forte e corajosa, sem medo de superar oscontratempos e que nunca demonstrou desânimo ou fraqueza. Seu apoio e cuidado sãoas fontes da minha motivação e ânimo para seguir em frente e um dia ser resiliente comovocê.

Muito obrigada à minha prima Paula Medri, por me provar que amizade verdadeirae duradoura existe. Em muitos momentos, você acreditou em meu potencial quando eumesma já tinha desistido. Sei que posso contar com você em todas as horas e todas asrisadas e desabafos foram cruciais para desligar um pouco da rotina de estudos e provas.

Aos meus amigos de curso, obrigada por estarem juntos comigo em sala, laboratórios,RU, biblioteca e diversos outros lugares dessa Universidade. Juntos vencemos os momen-tos de desânimo e a complexidade da engenharia, mas também aproveitamos muitas horasde risadas e conversas. Não teria valido a pena sem vocês. Ao meu querido amigo TomyMoreira que foi essencial em boa parte desse caminho, me ensinou grandes lições para avida e proporcionou muitas situações agradáveis ao seu lado.

Obrigada à minha professora e orientadora Dra. Silvia Cervantes por todo o apoio,paciência e direcionamento que me passou durante o desenvolvimento deste trabalho. Nãosomente nessa etapa final, esteve à disposição para esclarecer dúvidas sobre disciplinas,o curso em si e também sobre o mercado de trabalho, sendo um norte para a tomadade minhas escolhas. Reconheço também que todo conhecimento adquirido nesse curso égraças aos professores do Centro de Tecnologia e Urbanismo da UEL e que muitas dificul-

dades encontradas em projetos e laboratórios foram sanadas com a ajuda imprescindíveldos técnicos.

Agradeço à Empresa de Engenharia Elétrica Júnior 3E-UEL por todo o crescimentointra e interpessoal que me proporcionou. Todas as reuniões, trabalhos, eventos e viagensforam experiências mais que gratificantes e enriquecedoras, as quais não teriam sido tãoúnicas sem as pessoas especiais que estavam envolvidas à causa comigo.

Não poderia deixar de agradecer ao Cursinho Especial Pré-Vestibular CEPV-UEL porter sido um marco de experiência profissional para mim. A oportunidade de ministraraulas de Física a vestibulandos foi inigualável e não poderia ter aprendido tanto comos meus alunos e colegas de trabalho. Foi nessa aventura que conheci minha grandeamiga Rebeca Gonçales, uma mulher espontânea e guerreira, que esteve comigo em váriassituações em tão pouco tempo de amizade; muito obrigada.

À Bateria Demônios da Lagoa, meu muitíssimo obrigada. Foram quatro anos de muitaresponsabilidade e diversão, em que percebi que minhas maiores dificuldades podem sersuperadas se lhes conferir dedicação. Também agradeço pelos amigos que ganhei nessajornada de ensaios, festas e desafios, os quais quero levar para a vida inteira.

E é com grande satisfação que encerro essa fase da minha vida, sabendo que, indepen-dente do rumo que eu tomar, todas as experiências que me tornaram a pessoa que sousão graças aos cinco anos de curso de Engenharia Elétrica que vivenciei.

"Tu me dizes, eu esqueço;tu me ensinas, eu lembro;

tu me envolves, eu aprendo."(Benjamin Franklin)

Carolina Alves Bianchini. Proposta de retrofit para sistema de iluminação daBiblioteca Pública Municipal de Londrina visando à adesão ao Programa Bra-sileiro de Etiquetagem. 2017/2018. 69 p. Trabalho de Conclusão de Curso em Enge-nharia Elétrica - Universidade Estadual de Londrina, Londrina.

ResumoA busca por sistemas energeticamente eficientes tem sido cada vez mais alta em virtudeda redução de custos e da preocupação ambiental. Assim, tornou-se necessário um ins-trumento para avaliação do consumo energético das edificações, a Etiqueta Nacional deConservação de Energia (ENCE), que faz parte do Programa Brasileiro de Etiquetagem(PBE), executado pelo Inmetro. Porém, o aspecto econômico não é suficiente; o sistemadeve garantir também condições mínimas de conforto e qualidade. Em vista disso, estetrabalho consiste no diagnóstico energético da Biblioteca Pública Municipal de Londrina,Prof. Pedro Viriato Parigot de Souza, e adequação aos requisitos do regulamento RTQ-C,necessário para adesão ao PBE Edifica, e à norma ABNT NBR ISO/CIE 8995-1:2013,que trata das especificações da iluminação em ambientes de trabalho. Para isso, serãoapresentadas duas propostas de retrofit utilizando o software DIALux e, posteriormente,avaliadas suas classificações no Programa quanto ao sistema de iluminação. Por fim, umacomparação do consumo energético e custo dos projetos desenvolvidos neste trabalho seráfeita em relação ao sistema empregado atualmente na biblioteca, de forma a verificar suaviabilidade de implementação.

Palavras-Chave: Eficiência Energética. Etiquetagem de Edificações. Iluminância. Re-gulamento RTQ-C. Sistema de Iluminação.

Carolina Alves Bianchini. Proposal of retrofit for lighting system of the MunicipalPublic Library of Londrina aiming at the adhesion to the Brazilian LabelingProgram. 2017/2018. 69 p. Monograph in Electrical Engineering - Londrina StateUniversity, Londrina.

AbstractThe demand for energy-efficient systems has been increasingly high due to cost savings andenvironmental concern. In this way, an instrument for evaluating the energy consumptionof buildings was necessary, the National Energy Conservation Label (ENCE), which is partof the Brazilian Labeling Program (PBE), implemented by Inmetro. But just an economicsystem is not enough; it should guarantee minimum conditions of comfort and quality.Therefore, this work consists of the energy diagnosis of the Municipal Public Library ofLondrina, Prof. Pedro Viriato Parigot de Souza, and adaptation to the requirements ofthe RTQ-C regulation, required for adhesion to the PBE Edifica, and to ABNT NBRISO / CIE 8995-1: 2013, which deals with lighting specifications in work environments.For this purpose, two retrofit proposals will be presented using the DIALux software and,then, their ratings in the Program will be evaluated for the lighting system. Finally, acomparison of the energy consumption and cost between the projects developed in thiswork and the system currently used in the library will be made, in order to verify itsfeasibility of the implementation.

Key-words: Building Labeling. Energy efficiency. Illuminance. Lighting system. Regu-lation RTQ-C.

Lista de ilustrações

Figura 1 – Esquema relacionado com a Iluminância, Fluxo Luminoso e IntensidadeLuminosa. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24

Figura 2 – Curvas de Distribuição Luminosa no plano transversal e longitudinal. . 25Figura 3 – Componentes da área de trabalho. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29Figura 4 – Locais de trabalho e áreas de entorno em um escritório. . . . . . . . . . 29Figura 5 – ENCE Geral e ENCE Parcial. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30Figura 6 – Biblioteca Pública Municipal Prof. Pedro Viriato Parigot de Souza. . . 34Figura 7 – Luxímetro Digital modelo LD-209. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37Figura 8 – Luminária FS-840, da marca Intral, usada na biblioteca. . . . . . . . . 39Figura 9 – Luminária CCN10-S232 usada para simular as luminárias tubulares da

biblioteca. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40Figura 10 – Luminária EF08-S226VJ usada para simular as luminárias compactas

da biblioteca. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41Figura 11 – Luminária LAA02-S3500840 utilizada para a simulação da proposta 2. 42Figura 12 – Sala de Jornal da Biblioteca Pública Municipal de Londrina. . . . . . . 47Figura 13 – Vista da sala de Jornal projetada utilizando o DIALux. . . . . . . . . . 47Figura 14 – Sala de Estudos do primeiro andar da Biblioteca Pública Municipal de

Londrina. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48Figura 15 – Vista da sala de Estudos do primeiro andar projetada utilizando o

DIALux. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48Figura 16 – Vista do Acervo projetado utilizando o DIALux. . . . . . . . . . . . . . 49Figura 17 – CDLs da luminária para 4 lâmpadas fluorescentes tubulares de 40 W

e da luminária para 2 lâmpadas fluorescentes compactas de 18 W, mo-delos semelhantes às existentes na biblioteca atualmente. . . . . . . . . 49

Figura 18 – CDL da luminária com LED integrado de 37 W ou 19 W utilizada naproposta 2. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52

Figura 19 – Vista da aplicação das CDLs longitudinal e transversal da lumináriaempregada na proposta 2 na sala de Acervo. . . . . . . . . . . . . . . . 54

Figura 20 – Gráfico do consumo energético mensal (kWh) da iluminação no cenárioatual, na proposta de trabalho anterior e nas propostas 1 e 2. . . . . . 58

Figura 21 – Gráfico da vida útil, em horas, das lâmpadas fluorescente e LED e daluminária com LED integrado. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58

Figura 22 – Modelo de tabela para organização dos dados. . . . . . . . . . . . . . . 63

Figura 23 – Tabela para organização dos dados preenchido para o ambiente de lei-tura de jornal. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63

Figura 24 – Planta baixa do térreo e do primeiro andar da biblioteca, com suasluminárias identificadas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64

Figura 25 – Disposição das luminárias no térreo e no primeiro andar para a proposta 2. 65Figura 26 – Localização das luminárias e do plano de trabalho da Diretoria no ce-

nário atual (a) e na proposta 2 (b). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66Figura 27 – Linhas isográficas do plano de trabalho da Diretoria no cenário atual

(a) e na proposta 2 (b). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66Figura 28 – Localização das luminárias e do plano de trabalho da sala de Jornal no

cenário atual (a) e na proposta 2 (b). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67Figura 29 – Linhas isográficas do plano de trabalho da sala de Jornal no cenário

atual (a) e na proposta 2 (b). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67Figura 30 – Localização das luminárias e do plano de trabalho vertical 12 da sala

de estantes no cenário atual (a) e na proposta 2 (b). . . . . . . . . . . 68Figura 31 – Linhas isográficas do plano de trabalho vertical 12 das estantes no

cenário atual (a) e na proposta 2 (b). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68Figura 32 – Localização das luminárias e do plano de trabalho da sala de Exposição

no cenário atual (a) e na proposta 2 (b). . . . . . . . . . . . . . . . . . 69Figura 33 – Linhas isográficas do plano de trabalho da sala de Exposição no cenário

atual (a) e na proposta 2 (b). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69

Lista de tabelas

Tabela 1 – Níveis de Iluminância para áreas de entorno. . . . . . . . . . . . . . . . 24Tabela 2 – Relação entre a aparência e temperatura de cor. . . . . . . . . . . . . . 26Tabela 3 – Equivalente numérico para cada nível de eficiência. . . . . . . . . . . . 31Tabela 4 – Equivalente numérico para cada nível de eficiência. . . . . . . . . . . . 32Tabela 5 – Ambientes da Biblioteca Municipal de Londrina. . . . . . . . . . . . . 35Tabela 6 – Identificação dos ambientes dos dois pavimentos da bilioteca. . . . . . . 38Tabela 7 – Especificação de iluminância, limitação de ofuscamento e qualidade da

cor para diferentes tipo de ambiente e atividade. . . . . . . . . . . . . . 38Tabela 8 – DPIL para o nível de eficiência pretendido - Método da Área do Edifício. 43Tabela 9 – Índice do local, área (m2), número de luminárias, número de lâmpadas

por luminária, quantidade de reatores, potência total (W) e iluminânciamédia medida (lux) dos ambientes do pavimento térreo. . . . . . . . . 44

Tabela 10 – Identificação, área (m2), número de luminárias, número de lâmpadaspor luminária, quantidade de reatores, potência total (W) e iluminânciamédia medida (lux) dos ambientes do primeiro andar. . . . . . . . . . . 45

Tabela 11 – Cálculo da potência limite para a biblioteca. . . . . . . . . . . . . . . . 46Tabela 12 – Relação dos locais que atendem ao pré-requisito específico de ilumina-

ção sobre contribuição da luz natural. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46Tabela 13 – Iluminância medida e simulada no software para os ambientes da bi-

blioteca. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50Tabela 14 – Valores de iluminância média Em e potência para os sistemas de ilumi-

nação atual (simulação) e da proposta 1 nos ambientes do pavimentotérreo. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51

Tabela 15 – Valores de iluminância média Em e potência para os sistemas de ilu-minação atual (simulação) e da proposta 1 nos ambientes do primeiroandar. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51

Tabela 16 – Valores de iluminância da área de trabalho/tarefa e do entorno, suasuniformidades e índice de ofuscamento nos ambientes da biblioteca parao cenário atual (simulação) e da proposta 2. . . . . . . . . . . . . . . . 53

Tabela 17 – Valores de iluminância da área de trabalho/tarefa e do entorno, suasuniformidades e índice de ofuscamento no Acervo para o cenário atual(simulação) e da proposta 2. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55

Tabela 18 – Quantidade de luminárias e potência total de cada ambiente no cenárioatual (simulação) e da proposta 2. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56

Tabela 19 – Quantidade de luminárias, potência total (W) e consumo energéticomensal (kWh) do cenário atual e das propostas apresentadas em tra-balho anterior e neste trabalho. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57

Tabela 20 – Custo para substituição das lâmpadas e luminárias das propostas 1 e 2. 59Tabela 21 – Custo mensal e anual do consumo energético na situação atual e nos

cenários propostos 1 e 2, levando em consideração o consumo energéticomensal (Cons. m.). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59

Lista de Siglas e Abreviaturas

ABNT Associação Brasileira de Normas TécnicasCDL Curva de Distribução LuminosaCIE Comissão Internacional de Iluminação (Comission Internationale de l’Eclairage)COFINS Contribuição para Financiamento da Seguridade SocialDPI Densidade de Potência de IluminaçãoDPIL Limite de Densidade de Potência de IluminaçãoENCE Etiqueta Nacional de Conservação de EnergiaICMS Imposto sobre circulação de mercadorias e prestação de serviçosINMETRO Instituto Nacional de Metrologia, Qualidade e TecnologiaISO International Organization for StandardizationLED Diodo Emissor de Luz (Light Emitting Diode)MME Ministério de Minas e EnergiaMPOG Ministério do Planejamento, Orçamento e GestãoNBR Norma BrasileiraOIA Organismo de Inspeção AcreditadoPBE Programa Brasileiro de EtiquetagemPIS Programa de Integração SocialPNEf Plano Nacional de Eficiência EnergéticaPROCEL Programa Nacional de Conservação de Energia ElétricaRa ou IRC Índice geral de reprodução de corRTQ-C Regulamento Técnico de Qualidade para o Nível de Eficiência Energética

de Edificações Comerciais, de Serviços e PúblicasRTQ-R Regulamento Técnico de Qualidade para o Nível de Eficiência Energética

de Edificações ResidenciaisUFABC Universidade Federal do ABCUGR Índice de Ofuscamento UnificadoUGRL Índice limite de Ofuscamento Unificado

Sumário

1 INTRODUÇÃO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 171.1 Motivação e Justificativa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 181.2 Objetivos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 191.2.1 Objetivos gerais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 191.2.2 Objetivos específicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19

2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21

3 CONCEITOS PRELIMINARES . . . . . . . . . . . . . . . . . . 233.1 Fluxo Luminoso (Φ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 233.2 Intensidade Luminosa (I) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 233.3 Iluminância (E) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 233.3.1 Iluminância no entorno imediato . . . . . . . . . . . . . . . . . . 233.3.2 Uniformidade . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 243.4 Curva de Distribuição Luminosa (CDL) . . . . . . . . . . . . . . 253.5 Luminância (L) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 253.6 Eficiência Luminosa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 263.7 Temperatura de cor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 263.8 Reprodução da cor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 263.9 Ofuscamento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 273.10 Critérios do projeto de iluminação . . . . . . . . . . . . . . . . . 273.10.1 ABNT NBR ISSO/CIE 8995-1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 283.10.1.1 Áreas de tarefa e de entorno . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 283.10.2 PBE Edifica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 283.10.3 Regulamento Técnico de Qualidade (RTQ-C) . . . . . . . . . . 303.10.3.1 Pré-requisitos Gerais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 313.10.3.2 Sistema de Iluminação . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32

4 METODOLOGIA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 344.1 Objeto de Estudo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 344.2 Coleta de dados . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 354.3 Cenário atual da iluminação da biblioteca . . . . . . . . . . . . 374.4 Proposta 1: Troca de lâmpadas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 404.5 Proposta 2: Substituição de luminárias e nova distribuição no

espaço . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 414.6 Avaliação quanto ao regulamento RTQ-C . . . . . . . . . . . . . 43

5 ANÁLISE DE DADOS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 445.1 Situação atual do sistema de iluminação . . . . . . . . . . . . . 445.2 Proposta 1 - Troca de lâmpadas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 505.3 Proposta 2 - Substituição de luminárias e nova distribuição

no espaço . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 525.4 Estimativa financeira dos sistemas de iluminação propostos . 57

6 CONCLUSÃO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60

REFERÊNCIAS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61

7 ANEXOS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63

17

1 Introdução

A definição mais usual de luz é como uma energia, em forma de radiação eletromag-nética, capaz de proporcionar sensação visual, porém essa descrição não expressa toda aimportância que a iluminação possui para o homem. Ela também otimiza o desempenhona realização de uma tarefa devido à influência direta no relógio do organismo (ritmocircadiano), conforme indica BARBOSA (2010). Além disso, a sua atuação é muito rele-vante para o design e conforto de um ambiente bem como para garantir a segurança deum indivíduo em um determinado local.

Segundo ARIES (2005), o sistema de iluminação de um escritório interfere em diversasfunções biológicas do trabalhador além de que, se for projetado de forma adequada, podeaumentar o rendimento no exercício do ofício, a motivação e o humor além da diminuiçãoda fadiga.

Em vista da grande importância da iluminação para o ambiente interno de uma edifica-ção, existem normas que regem as condições para implementar uma iluminação saudável.Até 2013, as normas que regulamentavam esses critérios eram ABNT NBR 5413:1992 eABNT NBR 5382:1985, sendo estas substituídas pela norma ABNT NBR ISO/CIE 8995-1:2013, que apresenta novas condições a serem satisfeitas em todo projeto luminotécnico.

No entanto, não basta aumentar o nível de iluminância do local para assegurar umailuminação saudável. Esta depende tanto da quantidade e qualidade das luminárias elâmpadas empregadas, quanto da conciliação entre a iluminação natural e a artificial,uma vez que é impossível recriar os inúmeros benefícios proporcionados pela luz do Sol.Atrelado a esses pontos, deve-se buscar instalações não somente eficientes, mas tambémeconomicamente viáveis nos dias atuais. O sistema de iluminação como parte da redeelétrica de uma edificação pode se tornar uma grande dor de cabeça tanto do ponto devista financeiro quanto do qualitativo.

Sendo assim, as ferramentas para avaliar a eficiência energética se tornaram imprescin-díveis para a economia atual e para o consumidor final. Assim, o PBE apresenta critériose condições para tornar equipamentos eletroeletrônicos, automóveis e até edifícios maisrentáveis, mas que continuem a oferecer a qualidade desejada.

Um desses procedimentos é a ENCE, a qual faz parte do PBE Edifica (parceria entreo PBE e o PROCEL). Para adquiri-la, as edificações devem atender aos requisitos estabe-lecidos no regulamento RTQ-C. Seu propósito inicial era apresentar medidas de eficiênciaa serem acatadas de forma voluntária, porém adquiriu um caráter mais obrigatório paraatingir determinadas metas do Plano Nacional de Eficiência Energética (PNEf). Logo,publicou-se a Instrução Normativa 02/2014, estabelecendo o uso da ENCE nos novos pro-jetos de edificações públicas federais ou naqueles que receberem reformas e adaptaçõesem suas instalações (retrofit).

Capítulo 1. Introdução 18

Diante dos pontos abordados, o presente trabalho destina-se a fazer um diagnósticoenergético da Biblioteca Municipal de Londrina, Prof. Pedro Viriato Parigot de Souza,posto que são previstas reformas em sua estrutura e sistema de iluminação está defasado.Dessa forma, uma análise do atendimento às condições da norma ABNT NBR 8995-1:2013e aos requisitos do regulamento RTQ-C será feita para, posteriormente, elaborar propostasde retrofit mais adequadas ao sistema de iluminação.

Em 2013, um trabalho similar já foi realizado por NABESHIMA (2013), contudo anorma de referência utilizada foi a NBR 5413:1992, que está desatualizada, e novos mo-delos de lâmpada já são mais eficientes que as apresentadas na proposta. Além disso, estadissertação dispõe de simulações realizadas no software DIALux, programa recomendadopelo PROCEL e que possui diversas ferramentas de análise.

Portanto, os próximos capítulos discorrerão sobre:

• Capítulo 2: a revisão do estado da arte;

• Capítulo 3: os conceitos luminotécnicos, a norma de iluminação recorrente e osrequisitos do regulamento RTQ-C;

• Capítulo 4: a metodologia de coleta de dados e simulação;

• Capítulo 5: os resultados obtidos e analisados;

• Capítulo 6: as conclusões.

1.1 Motivação e Justificativa

A Biblioteca Pública Municipal de Londrina é um prédio antigo inaugurado em 1984,cuja edificação era anteriormente usada como sede do Fórum de Londrina. Em entrevistasinformais com funcionários e frequentadores do espaço, reclamações acerca da ilumina-ção foram feitas tanto no ambiente de estudo quanto no recinto das estantes, condiçõesratificadas após a medição da iluminância nesses locais. Observou-se então a grande neces-sidade de realizar uma mudança nessas instalações, em vista de melhorar a sua qualidadee o seu consumo de energia.

O trabalho de NABESHIMA (2013) apresenta estrutura semelhante a este, porém se-rão apresentadas técnicas mais atualizadas e de acordo com a norma vigente. O objetivode NABESHIMA (2013) também consistia na análise do sistema de iluminação da Biblio-teca Pública Municipal de Londrina e, posteriormente, elaboração de propostas de retrofita essas instalações. Sua coleta de dados foi realizada conforme o método de avaliação ex-plicitado pela norma NBR 5382/1985 e a análise da iluminância medida, de acordo com aNBR 5413/1992. Em sequência, uma proposta de mudança das lâmpadas e reatores comconsumo energético menor foi apresentada, seguida de uma segunda proposta, utilizando


o software Lumisoft. Nesta, implementou-se um sistema de iluminação com lumináriasmais eficientes que atendeu à norma ABNT ISO/CIE 8995-1:2013. Porém, esses doisprojetos continuaram a utilizar lâmpadas do tipo fluorescente.

O presente trabalho busca atualizar os métodos luminotécnicos empregados, bem comoatender à norma ABNT 8995-1:2013 e também ao RTQ-C. Logo, a tecnologia das lâm-padas projetadas serão do tipo LED, o qual possui vida útil maior e potência menor quea fluorescente, e os quesitos apresentados na norma vigente, como entorno e UGR, serãoavaliados. Em virtude da possível obrigatoriedade de os prédios públicos que recebamretrofit possuírem a ENCE, a eficiência energética do sistema de iluminação da bibliotecatambém será analisada para ser enquadrada ao PBE Edifica.

1.2 Objetivos

1.2.1 Objetivos gerais

• Elaborar um diagnóstico energético do sistema de iluminação da Biblioteca PúblicaMunicipal de Londrina;

• Desenvolver propostas de retrofit de suas instalações de iluminação;

• Avaliar a viabilidade de implementação das propostas.

1.2.2 Objetivos específicos

• Fazer o levantamento da iluminância média dos ambientes do edifício;

• Averiguar se os dados recolhidos estão de acordo com a norma de iluminação vigente;

• Calcular o nível de eficiência atual, por meio da potência total, e classificar conformeo RTQ-C;

• Simular a situação atual do sistema de iluminação mediante o DIALux e compararcom os valores medidos;

• Simular novamente os ambientes com a mudança de lâmpadas e verificar a qualidadee eficiência da proposta 1 deste trabalho;

• Simular a proposta 2, após efetuar a alteração do lugar e modelo das luminárias;

• Comparar a iluminância e uniformidade das áreas de tarefa/trabalho e do entornodo cenário atual e da proposta 2;

• Avaliar o consumo energético do sistema de iluminação no cenário atual, no propostoneste trabalho e no trabalho anterior;


• Calcular o custo das lâmpadas e luminárias das propostas 1 e 2;

• Determinar o custo mensal e anual com energia do cenário atual e das propostas,bem como a economia obtida;

• Efetuar o cálculo de pay-back das propostas e concluir a respeito dos resultadosapresentados.

21

2 Revisão BibliográficaO termo retrofit se refere a qualquer tipo de reforma, porém, quando aplicado a pro-

jetos de eficiência energética em edificações, seu significado se aprofunda na questão daconservação da energia elétrica e otimização do seu consumo.

Há diversas maneiras de economizar a energia utilizada em um edifício, dependendo doenfoque dado ao uso final da energia elétrica, sua complexidade, custo de implementação,tempo gasto, entre outros fatores. Contudo, de qualquer forma, o retrofit mostra-se comoum importante instrumento para reduzir o desperdício e despertar a consciência coletivasobre a necessidade de preservação dos recursos energéticos.

Visto sua grande relevância, será feita a seguir uma revisão do estado da arte em quese encontram os estudos de retrofit, que servirão de base para o presente trabalho.

A pesquisa realizada por AGUDELO, ROMERO e FUSER (2015) tem como objetivoapresentar uma proposta de retrofit para as instalações de iluminação do prédio de pós-graduação da UFABC, localizado em Santo André, São Paulo. Sua metodologia consistiuna caracterização da iluminação artificial da edificação e simulações utilizando os softwaresDomus-Procel Edifica e DIALux de modo a otimizar o consumo energético e garantir oconforto visual.

Visando à eficiência energética do sistema, indicou-se a substituição das lâmpadasfluorescentes tubulares T8 de 16 W por outras de tecnologia LED e potência de 10 W.Essa proposta foi validada por meio dos softwares Domus-Procel Edifica, cuja função éavaliar a o consumo energético levando em consideração dados climáticos da localizaçãodo edifício, e DIALux, para verificar se os níveis de iluminância atingidos com as novaslâmpadas estavam de acordo com a norma NBR 5413/1992.

Como resultado, a proposta expõe uma redução de aproximadamente 37,5% na potên-cia nominal caso as lâmpadas fluorescentes sejam substituídas pelas de tecnologia LED.Do ponto de vista econômico, fazendo uma estimativa para dez anos, isso equivaleria auma economia de R$ 140.000,00. Assim, a pesquisa mostrou que a eficiência energética é,de fato, obtida com a utilização de lâmpadas LED, além de que ela continua a assegurara iluminância adequada, ratificada nas simulações implementadas no DIALux.

A implementação de um retrofit no sistema de iluminação também foi o objeto deestudo de MOREIRA (2010), focando em hospitais públicos. A sua pesquisa concentrou-se em avaliar a situação atual e a possibilidade de uma otimização das instalações deiluminação do Hospital Público Regional de Betim, em Minas Gerais.

A estrutura do trabalho baseou-se no estudo do uso final de energia elétrica, avaliaçãodos níveis de iluminância e elaboração de um novo projeto luminotécnico, finalizandocom a análise da viabilidade financeira da proposta. O software DIALux foi selecionadopara calcular a quantidade de luminárias suficientes para atingir os valores de iluminânciaadequados conforme a NBR 5413/1992, vigente no período de realização da dissertação.

Capítulo 2. Revisão Bibliográfica 22

No entanto, a solução adotada foi a substituição das lâmpadas por outras do tipofluorescente com menor potência, além da troca por luminárias mais eficientes. Apesarde as lâmpadas LED serem mais rentáveis que as fluorescentes, essa tecnologia ainda nãoera tão popularizada e, consequentemente, seu preço de aquisição era alto no momentoda pesquisa.

Mesmo assim, o retrofit proposto apresentou uma grande redução da densidade depotência instalada, de 18,58 W/m2 para 3,03 W/m2 para cada 100lux de iluminância.Em termos financeiros, foi possível obter uma economia de aproximadamente 59% deenergia com iluminação, significando uma redução de 14% na conta de energia anual dohospital.

Soluções de eficiência energética também são pretendidas para a iluminação pública,uma vez que a redução da sua potência implica também no alívio do consumo energéticono horário de ponta. Assim, a dissertação de ASCURRA (2013) trata-se de uma propostade substituição das lâmpadas empregadas na iluminação pública (Vapor de Sódio de AltaPressão) de 400 W por aquelas com tecnologia LED de 230 W.

Foram feitas duas análises para averiguar a eficiência da lâmpada LED: métodos ex-perimental e computacional. O primeiro consistiu em avaliar o desempenho do consumoenergético das lâmpadas de vapor de sódio e LED, como as formas de onda solicitadase distorções harmônicas, enquanto o segundo procedimento utilizou o software DIALuxpara comparar o modelo mais adequado entre três opções de luminária LED.

Além dos benefícios quanto à qualidade da luz proporcionada pela tecnologia LED,como melhor IRC e maior vida útil, o trabalho em questão apontou que as lumináriasLED apresentam um potencial de potência demandada de 61,67% menor que as lâmpadasde vapor de sódio. Isso resulta em uma economia de consumo de energia ativa estimadaem 10.656,00 kWh por mês, ou 129,65 MWh por ano.

O trabalho desenvolvido por NETO (2016) buscou realizar uma análise e elaborar umretrofit do sistema de iluminação do Colégio Estadual Vicente Rijo, em Londrina/PR.Visto que os valores mínimos de iluminância exigidos pela norma ABNT ISO/CIE 8995-1:2013 não eram atendidos e que as lâmpadas empregadas eram do tipo fluorescente,implementaram-se duas propostas de mudança dessas instalações por meio de simulaçõesno software DIALux.

Com menor custo de execução do projeto, a primeira solução consistia apenas nasubstituição por lâmpadas de LED e luminárias mais eficientes, obtendo uma economiade mais de 45% no consumo energético do edifício. Já a segunda proposta baseou-sena reorganização das luminárias, além de adotar novos modelos, para que o nível deiluminância alcançasse o valor adequado; assim, proporcionou também uma economiade 49%. Com esses resultados, também foi realizada uma análise perante o RTQ-C,adquirindo-se nível A no cálculo da eficiência energética do sistema de iluminação.

23

3 Conceitos PreliminaresPara quantificar a iluminação de um local, existem grandezas para representar seus

diversos aspectos. Estas serão apresentadas a seguir.

3.1 Fluxo Luminoso (Φ)

Corresponde à quantidade de luz emitida por uma fonte em todas as direções. Aradiação total da fonte luminosa, cujo comprimento de onda está entre 380 e 780 nm,é medida pela unidade lúmen (lm). Na Figura 1, é apresentado um esquema do fluxoluminoso.

3.2 Intensidade Luminosa (I)

As fontes luminosas geralmente não irradiam o fluxo luminoso uniformemente emtodas as direções. Logo, a quantidade de lúmens emitida em cada direção, contida em umângulo sólido de um esferorradiano, é dada por esta grandeza, representada na Figura 1e medida em candelas (cd).

3.3 Iluminância (E)

Expressa em lux (lx), a Iluminância (E) representa a relação entre o Fluxo Luminosoque incide numa superfície e sua área. Essa grandeza pode ser medida pelo aparelholuxímetro e está esquematizada na Figura 1.

Um lux é definido como a incidência de 1 lúmen, na direção normal, sobre uma super-fície de 1 m2 situada a 1 m da fonte dessa luz.

Devido à distribuição não uniforme do Fluxo Luminoso no ambiente, a Iluminânciaapresenta valores distintos para todos os pontos da área em questão; logo, é calculada ailuminância média (Em). Dependendo do tipo de tarefa a ser realizado em determinadolocal, a Em mínima recomendada varia e seus valores, conforme o ambiente de trabalho,encontram-se na norma ABNT NBR ISO/CIE 8995-1:2013.

3.3.1 Iluminância no entorno imediato

Para não ocorrer mudanças bruscas nas iluminâncias ao redor da área de tarefa, éimportante prover um certo nível de iluminância no seu entorno imediato. Proporcio-nando uma distribuição balanceada da luz no campo de visão, evitam-se o esforço visualestressante e o desconforto, em virtude da acomodação visual.

Capítulo 3. Conceitos Preliminares 24

Figura 1 – Esquema relacionado com a Iluminância, Fluxo Luminoso e Intensidade Lu-minosa.

Fonte: MITRALUX (2015).

Assim, os níveis de iluminância para a área de entorno não precisam ser o mesmo daárea de tarefa, porém devem respeitar os valores da Tabela 1.

Tabela 1 – Níveis de Iluminância para áreas de entorno.

Iluminância da tarefa (lux) Iluminância do entorno imediato (lux)≥ 750 500500 300300 200

≤200 Mesma iluminância da área de tarefaFonte: ABNT (2013).

3.3.2 Uniformidade

Outra condição que deve ser levada em conta é a uniformidade da iluminância. Estaé dada pela razão entre a iluminância mínima e o seu valor médio. A iluminação da áreade tarefa deve ser o mais uniforme possível, logo seu índice de uniformidade não pode serinferior a 0,7; já as áreas de entorno apresentam uniformidade mínima de 0,5.


3.4 Curva de Distribuição Luminosa (CDL)

É a representação da Intensidade Luminosa em todos os ângulos quando distribuídaem um plano, por meio de duas perspectivas: transversal e longitudinal (Figura 2).

De acordo com CREDER (2007), como as curvas são referenciadas a 1000 lm, é ne-cessário multiplicar o valor da Intensidade encontrado no diagrama pelo Fluxo Luminosoda fonte de luz analisada e dividir o resultado por 1000 lm.

Figura 2 – Curvas de Distribuição Luminosa no plano transversal e longitudinal.

Fonte: PROCEL (2011).

3.5 Luminância (L)

Representa a Intensidade Luminosa que atinge o observador e que provém da reflexãode uma superfície iluminada ou de uma fonte de luz. Ela depende dos níveis de iluminânciado local bem como das características de reflexão da superfície, ou seja, é a sensação declaridade percebida.

Medida em (cd/m2), ela pode ser calculada por meio das fórmulas 3.1 e 3.2: (OSRAM,2007)

L = I

A.cosθ(3.1)

L = ρ.E

π(3.2)

em que,L = Luminância (cd/m2);I = Intensidade Luminosa (cd);A = área projetada (m2);θ = ângulo considerado (graus) entre a superfície e a superfície aparente;


ρ = Refletância ou Coeficiente de Reflexão (%);E = Iluminância sobre essa superfície (lux).

3.6 Eficiência Luminosa

Dada em (lm/W), é a relação entre o fluxo luminoso irradiado e a potência consumidapor uma fonte de luz. O consumo de energia é inversamente proporcional à eficiêncialuminosa, logo, ela é utilizada como fator comparativo entre as diversas fontes de luz.(KRAUSE et al., 2002)

3.7 Temperatura de cor

Termo utilizado para representar a aparência ou tonalidade da cor da luz e medido emKelvin (K). A luz “fria”, de aparência azul violeta, apresenta temperatura de cor acima de6000 K, enquanto a luz “quente”, com tonalidade mais amarelada, tem baixa temperaturade cor. Logo, a temperatura de cor é classificada em 3 tipos, conforme a Tabela 2 a seguir.

Tabela 2 – Relação entre a aparência e temperatura de cor.

Aparência da cor Temperatura de cor correlataquente abaixo de 3300 K

intermediária 3300 K a 5300 Kfria acima de 5300 K

Fonte: ABNT (2013).

De acordo com OSRAM (2007), a cor da luz não interfere na eficiência energéticada fonte de luz, logo sua escolha é mais uma questão estética e psicológica. A luz maisamarelada torna-se mais aconchegante e relaxante, já a luz mais clara, por sua vez, é maisestimulante.

3.8 Reprodução da cor

Índice que faz a correspondência entre a cor real de um objeto e a cor deste apresentadadiante de uma fonte de luz. Esta grandeza informa qual a fidelidade de reprodução da corde um objeto perante uma lâmpada. Seu valor é dado em porcentagem e é proporcionalà qualidade de reprodução da cor pela lâmpada.

Os valores mínimos recomendados para os diversos tipos de ambientes e atividadesestão descritos na norma ABNT NBR ISO/CIE 8995-1:2013.


3.9 Ofuscamento

É o prejuízo na função visual devido à presença de áreas brilhantes dentro do campo devisão, podendo ser classificado como ofuscamento desconfortável, inabilitador ou refletido.Dessa forma, é importante limitar o ofuscamento aos usuários para prevenir erros, fadigase acidentes.

O ofuscamento inabilitador ocorre geralmente em iluminação exterior, ao passo que oofuscamento desconfortável provém diretamente de luminárias brilhantes ou janelas. Jáo ofuscamento refletido, ou reflexão veladora, acontece a partir da reflexão da luz porobjetos de superfície bastante reflexiva no campo visual. (ABNT, 2013)

Dentre as medidas tomadas para evitar o ofuscamento estão a proteção de visualizaçãodireta da lâmpada, distribuição das luminárias, acabamento superficial, entre outros, deforma a estabelecer um nível abaixo do UGR de acordo com o tipo de ambiente.

3.10 Critérios do projeto de iluminação

Um projeto luminotécnico não leva em consideração apenas a necessidade de visualiza-ção da tarefa. A partir da análise da iluminância requerida, escolha efetiva das lâmpadase luminárias e sua distribuição no espaço, considerações sobre o aspecto de cor e ofusca-mento, contribuição da luz natural entre outros fatores, o sistema de iluminação deve:

• fornecer segurança visual, ao olhar ao redor e identificar perigos;

• proporcionar conforto visual e bem-estar, evitando fadigas devido à acomodaçãovisual;

• adequar-se ao objetivo do local, seja este de trabalho, viabilizando um ambienteestimulante e agradável para a realização rápida e precisa de tarefas, ou de descanso,permitindo um clima relaxante e prazeroso.

• ser economicamente viável.

Em vista disso, normas e regulamentos foram criados para padronizar e orientar ascondições recomendadas e adequadas para a realização do projeto. A norma atual queapresenta os parâmetros luminotécnicos é a ABNT NBR ISSO/CIE 8995-1, elaborada em2013.

Outros requisitos devem ser tomados ao projetar o sistema de iluminação, como o seuconsumo energético. Para isso, o PBE, responsável pela discussão sobre a racionalizaçãodo uso de energia no Brasil, desenvolveu a ENCE, concedida às edificações que atendemao RTQ-C ou RTQ-R.


3.10.1 ABNT NBR ISSO/CIE 8995-1

A norma brasileira sobre a Iluminação de ambientes de trabalho – ABNT NBR ISO/-CIE 8995-1:2013 – foi validada a partir de 21 de abril de 2013 e apresenta as condiçõesrecomendadas para as principais grandezas luminotécnicas, a especificação mínima da Ilu-minância, limitação de ofuscamento e qualidade da cor, além de considerações para áreasde tarefa e áreas de entorno e os procedimentos para a malha de cálculo.

Essa norma substitui a ABNT NBR 5413:1992 e ABNT NBR 5382:1985. A normaNBR 5413 apresentava os valores de iluminâncias médias mínimas para os diversos tipos deatividade realizados em interiores bem como para as classes de tarefas visuais, atuandoem conjunto com a norma NBR 5382, a qual estabelecia os métodos de verificação dailuminância. (ABNT, 1992; ABNT, 1985)

As normas anteriores explicitavam três valores de Iluminância para cada tipo de ativi-dade ou classe de tarefa, de acordo com fatores de idade, velocidade, precisão e refletânciado fundo de tarefa, e uma metodologia de verificação da iluminância baseada em pontosespecíficos para cada tipo de área. Já a norma atual ABNT NBR 8995 especifica ape-nas um nível de Iluminância para cada tipo de ambiente, expondo similarmente o limitede ofuscamento e qualidade na reprodução de cor, novos requisitos para a realização doprojeto luminotécnico. Ademais, com uma forma de verificação da iluminância mais sim-plificada, a norma atual também exemplifica de forma mais detalhada os requisitos paraa área da tarefa e entorno imediato.

3.10.1.1 Áreas de tarefa e de entorno

“A área da tarefa é definida como a área parcial no local de trabalho em que a tarefavisual é realizada” (ABNT, 2013). Já o entorno imediato é uma área de pelo menos0,5 m de largura ao redor da área de tarefa. Em concordância com a seção 2.1.3.2, éimprescindível que, na área de tarefa (Figura 3), a uniformidade seja superior a 0,7 e, naárea de entorno (Figura 4), superior a 0,5, de forma a evitar o esforço visual estressantee desconforto.

Segundo as seções A.2.2 e A.2.3 de (ABNT, 2013), as áreas de tarefa são normalmenteas superfícies de trabalho, espaços de circulação e superfícies verticais tais como estantese quadros. Também é salientado que a área de tarefa compreende a superfície de trabalhoe o espaço de usuário e sua altura é assumida em 0,75 m.

3.10.2 PBE Edifica

Em busca de um consumo da energia mais consciente, o Inmetro iniciou, em 1984,discussões com a sociedade sobre programas de racionalização do uso da energia no Brasil,informando aos consumidores sobre a eficiência energética de cada produto. (PBE Edifica,2017)


Figura 3 – Componentes da área de trabalho.

Fonte: ABNT (2013).

Figura 4 – Locais de trabalho e áreas de entorno em um escritório.

Fonte: ABNT (2013).

Com o intuito inicial de tornar o setor automotivo mais eficiente devido à crise dopetróleo na década de 70, o projeto foi ampliado e passou a se chamar PBE. Atualmente,o PBE conta com diversos programas de avaliação de conformidade de forma a analisar einformar a eficiência energética de um produto por meio da ENCE.

Em parceria com o PROCEL, coordenado pelo MME e executado pela Eletrobras,o Inmetro desenvolveu a Etiqueta PBE Edifica, a qual faz parte do PBE. Seu objetivoconsiste em avaliar as edificações em três categorias principais: envoltória, iluminação econdicionamento de ar.

Uma vez que aproximadamente 45% do consumo de energia elétrica no Brasil provémde edifícios residenciais, comerciais, de serviços e públicos, faz-se necessária a adoçãode medidas e critérios para a redução desse uso, tanto para benefício econômico quantosustentável. (MME, 2009) Assim, para a obtenção da etiqueta, os edifícios são submetidosà avaliação de um OIA e, após a análise dos critérios baseados no RTQ-C ou no RTQ-R, os prédios são classificados de “A” a “E”, de acordo com sua eficiência energética. Oprocesso consiste de duas etapas: na fase de projeto e após a construção do edifício. Logo,


é aplicado em projetos de novas construções bem como naquelas que recebam retrofit.A princípio, a etiquetagem de edifícios tinha um caráter voluntário, porém, de acordo

com o PNEf , a sua obrigatoriedade será empregada para edificações públicas até 2020,comerciais e de serviços até 2025 e residenciais até 2030, segundo o PROCEL INFO(2017). Para as edificações públicas federais, a etiquetagem já é obrigatória para novasconstruções e reformas, visando obrigatoriamente à obtenção da ENCE Geral classe “A”,conforme indica a Instrução Normativa 02/2014 do MPOG.

Os sistemas de iluminação e condicionamento de ar são responsáveis por aproximada-mente 70% do consumo energético de construções públicas (PROCEL INFO, 2017). Porconsequência, a etiqueta procura averiguar as condições de eficiência nestes quesitos, bemcomo para a envoltória. Portanto, há a ENCE Geral, que apresenta o nível de eficiênciadas três categorias de análise (envoltória, iluminação e condicionamento de ar), e a ENCEparcial, cujo objetivo é expor a eficiência de apenas um ou dois fatores; sendo um destes,necessariamente, a envoltória. Exemplos dessas etiquetas são apresentadas na Figura 5.

Figura 5 – ENCE Geral e ENCE Parcial.

Fonte: PROCEL Edifica (2017).

3.10.3 Regulamento Técnico de Qualidade (RTQ-C)

O regulamento apresenta procedimentos para alcançar níveis mais elevados de eficiên-cia energética nas edificações. A obtenção de uma etiqueta de eficiência não é definitiva epode ser continuamente melhorada com inovações tecnológicas ao longo dos anos, criando


o hábito do aprimoramento constante em eficiência energética, da concepção ao uso daedificação. (PROCEL Edifica, 2017)

O regulamento apresenta métodos de eficiência energética em edificações, considerandoos seguintes quesitos:

• Envoltória;

• Iluminação;

• Condicionamento de Ar.

Cada um desses fatores possuem pré-requisitos específicos a serem atendidos bemcomo um procedimento de cálculo da eficiência. Juntamente com iniciativas de eficiênciaenergética, que garantem bonificações, e os pré-requisitos gerais, é calculada, por meio deuma equação geral, a classificação do nível de eficiência da edificação. É possível avaliara classificação de apenas um sistema, porém a classificação geral da construção não serádisponibilizada.

Para cada avaliação individual, é atribuída uma nota, como demonstra a Tabela 3.Esses valores, em sequência, são submetidos a pesos para o cálculo da classificação geral.

Tabela 3 – Equivalente numérico para cada nível de eficiência.

A 5B 4C 3D 2E 1


3.10.3.1 Pré-requisitos Gerais

Esses requisitos não impedem as classificações parciais, porém influenciam no cálculofinal da classificação geral do edifício. Subdivide-se em Circuitos Elétricos e Aquecimentode Água.

Quanto ao sistema elétrico, a norma solicita que os circuitos sejam separados por usofinal, a fim de possibilitar medições. Porém, essa condição não se aplica para hotéis quepossuam desligamento automático para os quartos, edificações com múltiplas unidadesindependentes de consumo e edificações cuja data de construção seja anterior a Junho de2009.

Em relação ao segundo pré-requisito geral, nas situações em que a demanda por águaquente representa um percentual igual ou acima de 10% do consumo de energia, as edifi-cações devem apresentar um sistema eficiente de geração de energia.


3.10.3.2 Sistema de Iluminação

O regulamento RTQ-C de INMETRO (2010) indica que o nível de eficiência do sis-tema de iluminação está associado à densidade de potência instalada, porém também éinfluenciado por três requisitos específicos explicitados a seguir:

• Divisão dos circuitos: cada ambiente deve possuir, no mínimo, um dispositivo decontrole manual para o acionamento da sua iluminação, cuja localização permita avisão clara de todo o ambiente. Para áreas inferiores a 250 m2, um dispositivo ésuficiente, enquanto que áreas superiores a 250 m2 exigem ser divididos em parcelasmenores.

• Contribuição da luz natural: ambientes que contenham aberturas voltadas para oambiente externo e mais de uma fileira de luminárias paralelas à abertura devempossuir acionamento independente desta fileira, de modo a aproveitar a luz natural.

• Desligamento automático do sistema de iluminação: para ambientes com área supe-rior a 250 m2, é necessária a existência de um sistema de desligamento automáticodo sistema de iluminação. Caso os ambientes possuam tamanhos inferiores e nãotenham esse dispositivo, considera-se que esse requisito foi atendido.

Dessa forma, somente a eficiência pelo cálculo da potência instalada não é suficientepara garantir um padrão A, B ou C. Os pré-requisitos acima listados devem ser atendidose o nível apresentado posteriormente segue a Tabela 4:

Tabela 4 – Equivalente numérico para cada nível de eficiência.

Pré-requisito Nível A Nível B Nível CDivisão dos circuitos Sim Sim Sim

Contribuição da luz natural Sim SimDesligamento automático do sistema de iluminação Sim


Além dos pré-requisitos específicos, há dois procedimentos para a determinação daeficiência do sistema de iluminação. Ambos estipulam o valor limite de potência deiluminação interna para os ambientes internos de um edifício. Existem cinco níveis paraa potência de iluminação, que variam entre “A” (mais eficiente) e “E” (menos eficiente).Pode ser utilizado o método da Área do Edifício ou o método das Atividades do Edifício,que vai depender das atividades principais desenvolvidas na edificação.

É utilizado o método da Área do Edifício quando este possui até três atividades princi-pais ou caso as atividades ocupem mais de 30% do edifício. Este procedimento determinaos limites da densidade de potência de iluminação (DPIL) para o edifício como um todo,levando em consideração apenas os valores das atividades principais da construção. Além


disso, este recurso já abrange as atividades secundárias, como copas, circulações, escadase depósitos. Após o cálculo da potência total do edifício e sua categorização em um dos ní-veis de eficiência, os pré-requisitos específicos são avaliados para cada ambiente, podendoalterar a classificação.

Quando as condições para o método da Área do Edifício não forem atendidas, o métododas Atividades deverá ser utilizado. Este é um pouco mais complexo que o anterior,pois consiste na análise da potência de cada tipo de atividade da edificação, levando emconsideração as DPIL para cada uma.

34

4 Metodologia

O presente trabalho baseou-se na análise do perfil de iluminação da Biblioteca Mu-nicipal de Londrina e, posteriormente, na elaboração de propostas mais adequadas eenergeticamente eficientes para essas instalações. Assim, neste capítulo, serão apresen-tados as etapas e os métodos adotados na coleta de dados do sistema de iluminação dabiblioteca e na simulação de seus ambientes.

4.1 Objeto de Estudo

A Biblioteca Pública Municipal de Londrina, Prof. Pedro Viriato Parigot de Souza,foi criada em 23 de novembro de 1940 e já teve suas instalações em diversos locais deLondrina. Só passou a operar em seu endereço atual em 1984, quando o antigo Fórum deLondrina mudou de lugar e o prédio foi doado pelo governo estadual para o funcionamentoda biblioteca.

Figura 6 – Biblioteca Pública Municipal Prof. Pedro Viriato Parigot de Souza.

Fonte: Diretoria de Bibliotecas (2016).

Situada na Avenida Rio de Janeiro, 413, a biblioteca (Figura 6) atende diariamenteuma média de 500 leitores e usuários e funciona de segunda a sexta-feira, das 07h30às 19h00. Aberto a toda a população, o estabelecimento apresenta acervo variado paraconsulta pública, computadores com acesso à internet disponíveis para seus usuários, setorde processamento técnico para análise e catalogação dos diversos tipos de livros e outros.

O prédio é composto de três andares, cujos ambientes principais estão listados naTabela 5:

Capítulo 4. Metodologia 35

Tabela 5 – Ambientes da Biblioteca Municipal de Londrina.

Pavimento Inferior Pavimento Térreo Pavimento SuperiorAlmoxarifado Sala de Periódicos Sala de Exposição

Setor de Processamento Técnico Diretoria Sala LondrinaSecretaria da Diretoria Sala de Reunião

Hemeroteca Salas de EstudoHall

Secretaria da InformáticaInformática

Sala de LeituraAcervo

Fonte: Do autor.

4.2 Coleta de dados

Os dados referentes à caracterização de cada ambiente e à iluminância média foramcoletados no período entre outubro e dezembro de 2017 no horário das 08h30 às 10h30.Optou-se preferencialmente por dias de céu aberto para garantir uniformidade nos valoresmedidos, uma vez que há interferência da luz natural.

Ademais, foram selecionados os locais com maior circulação e utilização do sistema deiluminação para serem averiguados. Dessa forma, foram dispensados da análise o almoxa-rifado e o setor de processamento técnico, em virtude de este último estar temporariamenteinterditado devido a incidentes.

A fim de organizar as informações adquiridas, utilizou-se uma tabela com alguns que-sitos pré-definidos a serem avaliados em cada recinto. O seu modelo é apresentado naFigura 22 no Anexo A. Além disso, para o registro dos móveis e das cores da parede, tetoe piso, foram tiradas fotos de cada ambiente, visto que a cor e o material dos objetos e dolugar são essenciais para definir o fator de reflexão. Quando os coeficientes de reflexão doscomponentes da sala não se diferenciam acentuadamente, as luminâncias também terãovalores próximos, contribuindo para uma proporção harmoniosa da iluminação no recinto.(OSRAM, 2007)

Quanto à iluminância média de cada sala a ser verificada, o método das malhas de cál-culo, descrito na norma ABNT ISO/CIE 8995-1:2013, foi empregado. Este procedimentosubstitui o previsto na norma ABNT NBR 5382/1985, a qual estabelece que a iluminânciamédia de áreas retangulares é determinada a partir da média da iluminância em pontosespecíficos desse lugar. (ABNT, 1985)

Conforme a norma atual, para aferir a iluminância média da superfície de referência(área da tarefa, local de trabalho ou arredores), é necessário calcular o elemento malha decálculo (p), dado pela equação 4.1. A partir deste valor, encontra-se o número de pontos


(n) a serem medidos na área em questão, de acordo com a equação 4.2. (ABNT, 2013)

p = 0, 2 ∗ 5log10d (4.1)

n = d

p(4.2)

ondep é o tamanho da malha, expresso em metros (m);d é a dimensão da superfície de referência, expressa em metros (m);n é o número de pontos de cálculo considerando a malha p.Caso a relação comprimento versus largura da superfície seja entre 0,5 e 2, é levada

em consideração a maior dimensão d da área na aplicação das equações 4.1 e 4.2. Emtodos os outros casos, a menor dimensão deve ser tomada para o cálculo.

Com o valor de n definido, a superfície é dividida em pequenos retângulos ou quadra-dos, com os pontos de cálculo em seu centro. A média aritmética de todos os pontos decálculo é a iluminância média procurada.

O instrumento de medição utilizado para verificar os níveis de iluminância foi o Luxí-metro Digital modelo LD-209 da marca Instrutherm (Figura 7). Segundo seu Manual deInstruções (INTRUTHERM, 2012), possui as seguintes características:

• Display LCD grande com ajuste de contraste;

• Registro de leituras máximas, mínimas e médias;

• Travamento de leituras (Data-Hold);

• Funcionamento com bateria de 9V;

• Célula foto-diodo com filtro de correção de cor e sensibilidade mais próxima da curvado CIE;

• Larga escala de medição para Lux e Fc;

• Seleção do tipo de luz medida (tungstênio, fluorescente, luz do dia ou mercúrio);

• Ajuste de zero.

Após a definição dos lugares dos pontos de cálculo de cada área, posicionou-se oluxímetro a uma altura de 0,8 m do nível do solo, valor atribuído para a altura da áreade trabalho. Realizou-se o ajuste de zero, pressionando o botão de zeramento com a foto-célula coberta com sua tampa até aparecer o valor "0"no display. Selecionadas a unidade"LUX", a fonte de luz Fluorescente e a escala adequada, prosseguiu-se com o registro dosvalores de iluminância durante o intervalo de tempo de um minuto, através da função


Figura 7 – Luxímetro Digital modelo LD-209.

Fonte: INSTRUTHERM (2017).

Data-Record do equipamento. Em seguida, recuperou-se o valor médio das leituras feitaspor meio da função Data-Recall e anotou-se a média encontrada da iluminância no pontode cálculo na tabela da Figura 22.

Após a iluminância de todos os pontos de cálculo de cada ambiente ser aferida,calculou-se a média aritmética desses valores, obtendo a iluminância média do local.

Um exemplo de coleta de dados é apresentado na Figura 23, no Anexo A.

4.3 Cenário atual da iluminação da biblioteca

Para a simulação da situação atual do sistema de iluminação da biblioteca, utilizou-seo software DIALux, recomendado pela PROCEL. A escolha desse programa se deu emvirtude de possuir uma interface similar ao CAD, aceitar a importação de arquivos comdados fotométricos de fabricantes e calcular a iluminância para diversas superfícies detrabalho de modo fácil e prático.

A versão DIALux evo 7.1, empregada neste trabalho, permite a criação de todas assalas como uma única construção e, consequentemente, possibilita a análise da interferên-cia da iluminação de todos os setores em conjunto. Além disso, dispõe de recursos comocoordenadas e orientação do norte a fim de estimar a influência da luz natural em cadaespaço.

Esse software simula os sistemas de iluminação contando com diversas ferramentaspara criar ambientes próximos da realidade e escolher as condições singulares de cadaprojeto de forma a atender à norma. Por meio de catálogos online de diversos fabricantes,como LUMICENTER (2017), PHILIPS (2017) e SYLVANIA (2017), é possível reproduzirno software a ação de um conjunto de luminárias e lâmpadas em cada superfície de


trabalho e, em seguida, gerar os resultados em um conjunto de relatórios selecionadospelo usuário.

Isso posto, as salas do térreo e primeiro andar foram recriadas em concordância comas fotos tiradas no prédio. A planta baixa desses dois pavimentos pode ser vista na Figura24 do Anexo B. A identificação das salas se encontra na Tabela 6.

Tabela 6 – Identificação dos ambientes dos dois pavimentos da bilioteca.

Índice Salas - Térreo Índice Salas - Primeiro andar1 Hall 15 Exposição2 Hemeroteca 16 Sala Londrina3 Secretaria Diretoria 17 Reunião4 Diretoria 18 Corredor Principal5 Jornal 19 Área Sacada6 Corredor Jornal 20 Estudo Leste7 Secretaria Informática 21 Corredor Estudo8 Informática Leste 22 Estudo Oeste9 Corredor Informática10 Informática Oeste11 Estantes Leste12 Corredor Estantes13 Estante Oeste14 Xerox Jornal

Fonte: Do autor.

Com a finalidade de realizar um bom projeto luminotécnico, os índices Em, UGR e Ra

devem ser seguidos segundo os valores mínimos estipulados na norma ABNT ISO/CIE8995-1 para cada tipo de ambiente ou atividade. A biblioteca possui as seguintes cate-gorias principais: salas de estudo ou leitura, acervos, escritório e corredores, cujos níveismínimos exigidos pela norma estão na Tabela 7.

Tabela 7 – Especificação de iluminância, limitação de ofuscamento e qualidade da corpara diferentes tipo de ambiente e atividade.

Tipo de ambiente, tarefa ou atividade Em (lux) UGRL Ra

Áreas gerais da edificaçãoÁreas de circulação e corredores 100 28 40

EscritóriosEscrever, teclar, ler, processar dados 500 19 80

BibliotecasEstantes 200 19 80

Área de leitura 500 19 80Bibliotecárias 500 19 80

Fonte: ABNT (2013).


A partir da Tabela 7, observou-se que o pior caso para ser atendido é quando a ilumi-nância é de Em = 500 lux, UGRL=19 e Ra=80. Como o DIALux oferece a ferramenta declassificação da sala, todos os espaços foram categorizados conforme a Tabela 7. É possívelalterar o tipo de ambiente e atividade realizada, os níveis de Em desejados da superfície detarefa e do entorno, os índices de uniformidade, UGRL e Ra da área, quantidade de horasem funcionamento no ano, altura do plano de uso e o fator de manutenção. Também,as coordenadas (-23.312422, -51.158766) e a orientação do norte foram ajustadas para oedifício como um todo.

Com o tempo de uso, o fluxo luminoso da lâmpada reduz em virtude do desgastee acúmulo de poeira nas luminárias. Consequentemente, a iluminância do ambiente éprejudicada; então, essas condições são levadas em consideração no cálculo do númerode luminárias necessárias por meio do fator de manutenção (ou depreciação), em umaescala de 0 a 1. Ambientes salubres com boa manutenção possuem fator de depreciaçãode 0,8, enquanto que locais com manutenção crítica (galpões industriais, garagens, etc.),0,6. (OSRAM, 2007) O fator de manutenção adotado para todos os recintos foi de limpo(0,8), uma vez que os funcionários da limpeza trabalham todos os dias.

Outro fator a ser levado em consideração é o pé-direito (distância vertical do piso aoteto) da construção. Todas as salas possuem um pé-direito de 3,6 m, exceto a Sala deExposição, com 4,0 m.

Após esses quesitos estarem configurados, as luminárias e lâmpadas mais próximas darealidade foram selecionadas para implementar a simulação.

Na maioria dos locais da biblioteca, há as luminárias de sobrepor modelo FS-840 damarca Intral (Figura 8), com capacidade para duas ou quatro lâmpadas fluorescentestubulares. Esse tipo de luminária possui corpo em chapa de aço branco, sem aletasrefletoras ou difusor. Ademais, estão localizadas suspensas a 0,8 m do teto.

Figura 8 – Luminária FS-840, da marca Intral, usada na biblioteca.

Fonte: Do autor.


Já as lâmpadas utilizadas eram fluorescentes tubulares T10 de 40 W. As marcas sãovariadas, Empalux, Osram, GE Duramax e Sylvania, sendo a primeira fabricante a seleci-onada para usar como base para o projeto de simulação. Segundo as especificações dessetipo de lâmpada da Empalux, seu índice de reprodução de cor é superior a 80, sua tempe-ratura de cor é 6.400 K e seu fluxo luminoso é de Φ = 2600 lm. Os reatores empregadoseram duplos do tipo eletromagnético de partida rápida com consumo de 22 W.

Apenas o corredor principal e a área da sacada no primeiro andar possuem lâmpadasfluorescentes compactas de 18 W. O modelo e marca da luminária são desconhecidos.

Não foi possível encontrar o arquivo com extensão .ies (empregado no DIALux) paraesses tipos de luminárias existentes no prédio, logo foram utilizados modelos parecidos nasimulação. Para as lâmpadas fluorescentes tubulares, as luminárias CCN10-S232 (Figura9) e CCN10-S432 do catálogo da Lumicenter Lighting foram selecionadas, para duas equatro lâmpadas, respectivamente. O fluxo luminoso, potência, temperatura de cor e oIRC foram configurados no software.

Figura 9 – Luminária CCN10-S232 usada para simular as luminárias tubulares da biblio-teca.

Fonte: LUMICENTER (2017).

As lâmpadas do corredor e sacada do primeiro andar foram simuladas com o modeloEF08-S226VJ (Figura 10), com capacidade para 2 lâmpadas fluorescentes compactas de18 W. Adaptaram-se o fluxo luminoso para 1067 lm e a potência, 18 W.

Em sequência, realizou-se a simulação sem influência da luz natural, gerando umarquivo com os dados de iluminâncias média, mínima e máxima, dimensões da sala,especificações das luminárias e lâmpadas e gráfico das linhas isográficas de distribuiçãoluminosa na área analisada.

4.4 Proposta 1: Troca de lâmpadas

Após análise da iluminância média nos recintos da biblioteca, bem como da potênciado sistema de iluminação, verificou-se que o cenário atual dessas instalações não está deacordo com o estabelecido pela norma NBR ISO/CIE 8995-1 nem segue os requisitosmínimos do regulamento RTQ-C de eficiência energética.


Figura 10 – Luminária EF08-S226VJ usada para simular as luminárias compactas da bi-blioteca.


Desse modo, foram estudadas as vantagens de se substituir somente as lâmpadas atuaispor lâmpadas mais eficientes, como as de tecnologia LED, sem alterar a posição e modelodas luminárias. Depois de diversos testes com diferentes tipos e marcas de lâmpada, alâmpada definida para a primeira proposta foi a PHILIPS Master LED Tube GA 1200mm 18 W 865 T8, a qual apresentava as mesmas dimensões da atual e um fluxo luminososemelhante. De acordo com seu datasheet (PHILIPS, 2017), possui 25.000 horas de vidaútil, 2100 lm de fluxo luminoso, temperatura de cor de 6500 K, IRC de 82 e potência de18 W.

Em substituição da lâmpada fluorescente compacta, a lâmpada PHILIPS LEDBulb10.5 W E27 foi selecionada, com vida útil de 15.000 horas, fluxo luminoso de 1055 lm eIRC de 80.

Feita a simulação com os novos parâmetros de lâmpada, observaram-se os valoresencontrados para iluminância média e a eficiência obtida no consumo de energia.

4.5 Proposta 2: Substituição de luminárias e novadistribuição no espaço

Visto que a proposta 1 não foi suficiente para atender à norma NBR 8995-1, umnovo projeto foi realizado considerando a substituição das luminárias por outras com umamelhor distribuição luminosa e uma nova organização dessas peças.

Assim sendo, novos testes com luminárias de diferentes fabricantes foram feitos, porémsempre buscando os modelos tubulares de sobrepor, com LED integrado, refletor e aletasem alumínio. O modelo utilizado foi a luminária LAA02-S3500840 da Lumicenter (Figura11). Suas especificações contam com um fluxo luminoso de 3400 lm, potência de 37 W,50.000 horas de vida útil, temperatura de cor de 4000 K, IRC superior a 80 e UGR inferiora 16.


Figura 11 – Luminária LAA02-S3500840 utilizada para a simulação da proposta 2.


O tipo empregado para os corredores, devido ao seu baixo nível de iluminância exigido,foi o LAA01-S1750840, também da Lumicenter. Possui características iguais ao modelocitado anteriormente, mas sua potência é de 19 W e seu fluxo luminoso é 1700 lm.

Definidas as luminárias a serem realocadas, utilizou-se a ferramenta Distribuição au-tomática para áreas do software, a qual atribui as luminárias no local de forma paralelaàs janelas. No entanto, ainda assim, foi necessário reajustar as posições e quantidades deluminárias para garantir uniformidade na iluminância.

A elaboração de projetos luminotécnicos, em conformidade com a norma NBR 8995-1, exige tomar alguns parâmetros para verificar se a iluminância está adequada. Noslocais onde o arranjo dos objetos e a área de tarefa são conhecidos, deve-se avaliar se onível de iluminância na superfície da atividade é apropriado, conforme a Tabela 7, e sesua uniformidade é superior a 0,7. Além disso, o restante do local com zona marginalde 0,5 m, nomeado entorno, deve possuir iluminância como apresentado na Tabela 1 euniformidade de 0,5.

Contudo, caso haja diversas áreas de tarefa no mesmo ambiente, pode-se definir umaárea de trabalho maior que englobe as superfícies menores. O nível de iluminância médianessa área também deve ser o exigido para a atividade em questão, mas sua uniformidadepode ser de 0,6. E nas situações em que a área de tarefa é desconhecida ou flexível, define-se a área de trabalho no local inteiro, com ou sem faixa marginal de 0,5 m. Ademais,essas superfícies foram verificadas a uma altura de 0,8 m do solo.

Outro fator levado em consideração foi o nível de ofuscamento no nível de visão dosusuários da biblioteca. Assim, para mesas e cadeiras, considerou-se um offset de alturade 1,2 m e para corredores, 1,6 m.

Gerado o relatório de simulação, constatou-se uma boa iluminância e uniformidadeobtidas por meio dos valores e das linhas isométricas de cada ambiente.


4.6 Avaliação quanto ao regulamento RTQ-C

De forma a obter a etiqueta ENCE parcial quanto ao sistema de iluminação, os re-quisitos estabelecidos no regulamento RTQ-C devem ser atendidos para se obter umaclassificação da eficiência energética do sistema. No entanto, a etiqueta ENCE já leva emconsideração que as instalações estão em conformidade com a norma de iluminação deambientes de trabalho, a NBR 8995-1.

Desse modo, foi avaliado, para as três simulações (cenário atual, proposta 1 e 2), oconsumo total de potência das lâmpadas bem como se os ambientes atendiam aos pré-requisitos específicos do sistema de iluminação RTQ-C, explicitado na seção 2.2.3.2 docapítulo Fundamentação Teórica deste trabalho.

Como são apenas três as atividades principais da biblioteca (Estudo, Estante e Escri-tório), o Método da Área do Edifício foi implementado para determinar a eficiência dosistema de iluminação. Nesse método, é definido uma densidade de potência de iluminaçãolimite para o edifício como um todo em quatro categorias (Níveis A, B, C e D). Tomandoa função do edifício em estudo como Biblioteca, os valores de DPIL são apresentados naTabela 8.

Tabela 8 – DPIL para o nível de eficiência pretendido - Método da Área do Edifício.

Função da DPIL (W/m2) DPIL (W/m2) DPIL (W/m2) DPIL (W/m2)edificação Nível A Nível B Nível C Nível DBiblioteca 12,7 14,6 16,5 18,4


De forma a verificar o nível de eficiência que o prédio se enquadra, é necessário ve-rificar o limite de potência instalada para cada categoria. Logo, multiplica-se as DPILapresentadas na Tabela 8 pela área total do edifício. Em seguida, comparam-se essesvalores com a potência total de fato instalada na biblioteca.

Outro ponto levado em consideração neste trabalho foi o cálculo do tempo de pay-backdo investimento na compra de lâmpadas e luminárias das propostas 1 e 2, levando emconta a economia mensal do gasto do sistema de iluminação. Para isso, levantou-se oconsumo de potência em um mês para as três simulações, supondo a utilização da luz emtodos os ambientes analisados de segunda a sexta-feira das 08h00 às 19h00, totalizando11 horas diárias.

Além do consumo energético mensal, foi averiguada o preço da tarifa para poderespúblicos municipais. O custo para cada kWh consumido, com os impostos ICMS e PIS/-COFINS, é R$0,69118 (COPEL, 2017). Assim, estimou-se o gasto anual com energia paraas três simulações e, posteriormente, realizou-se um comparativo entre os cenários.

44

5 Análise de Dados

Neste capítulo, serão apresentados e analisados os valores de iluminância medidos nosdois pavimentos da Biblioteca Pública Municipal de Londrina. Em seguida, as simulaçõesrealizadas para o cenário atual e para duas propostas de mudança serão demonstradasbem como uma comparação do ponto de vista qualitativo e financeiro.

5.1 Situação atual do sistema de iluminação

Após identificar as dimensões de cada ambiente da biblioteca, calcular a malha p eos pontos de cálculo n por meio das equações 4.1 e 4.2, foi verificada a iluminância dosn pontos e, posteriormente, calculada a média destes a fim de obter a iluminância médiaEm do local. Esses valores são apresentados nas Tabelas 9 e 10. Além disso, também sãoexibidas a área, a quantidade de luminárias, lâmpadas e reatores e a potência total decada recinto.

Tabela 9 – Índice do local, área (m2), número de luminárias, número de lâmpadas porluminária, quantidade de reatores, potência total (W) e iluminância médiamedida (lux) dos ambientes do pavimento térreo.

Índice Área Lum. Lâmp./Lum. Reatores Potência Em

do local (m2) total (W) (lux)1 30,25 3 2 3 306 243,8

2 30,76 1 2 1 510 216,32 4 43 13,80 1 4 2 204 147,34 16,68 1 4 2 204 284,65 88,00 11 4 22 2244 404,46 33,93 3 2 3 306 203,67 20,52 3 4 6 612 1563,68 40,47 6 4 12 1224 1183,79 21,06 2 2 2 204 196,210 58,86 7 4 14 1428 381,511 99,36 11 4 22 2244 299,712 38,30 5 4 10 1020 282,313 101,43 11 4 22 2244 297,914 13,97 1 4 2 204 779,4

Fonte: Do autor.

Conforme previsto na Tabela 7, as áreas de escritório e estudo necessitam de umailuminância média de Em=500 lux, enquanto que as estantes e corredores precisam deEm=200 lux e Em=100 lux, respectivamente. No entanto, alguns ambientes não alcan-

Capítulo 5. Análise de Dados 45

Tabela 10 – Identificação, área (m2), número de luminárias, número de lâmpadas porluminária, quantidade de reatores, potência total (W) e iluminância médiamedida (lux) dos ambientes do primeiro andar.

Índice Área Lum. Lâmp./Lum. Reatores Potência Em

do local (m2) total (W) (lux)15 88,00 6 4 12 1224 42216 32,96 2 4 4 408 215,617 21,89 1 4 2 204 95,618 40,60 3 2 - 108 19319 28,58 4 2 - 144 189,420 59,68 6 4 12 1224 7709,221 20,62 3 2 3 306 251,922 55,88 6 4 12 1224 311,7

Fonte: Do autor.

çaram o nível exigido e outros revelaram um valor exorbitante para essa grandeza. Oslocais 7, 8 e 20 obtiveram esses números em virtude de estarem localizados na parte lestedo prédio e possuírem altos índices de luz natural no momento de medição. Desse modo,a avaliação da sua conformidade perante a norma foi prejudicada, uma vez que os níveisexigidos devem ser respeitados em qualquer condição meteorológica.

As áreas de circulação e corredores, representadas pelos índices 6, 9, 12, 18, 19 e21, estão com valores adequados para a iluminância, bem como as estantes (11 e 13).Porém, em entrevistas com os usuários da biblioteca, há reclamações quanto à iluminaçãono acervo, principalmente nos horários próximos das 19h. Então, constatou-se que aluz incidida na superfície vertical dessas estantes não é suficiente para a sua atividade.Também foi observado que o restante dos ambientes, onde as tarefas usuais envolvemleitura, escrita e processamento de dados, não seguem o estabelecido pela norma ABNTNBR ISO/CIE 8995-1:2013.

Outro fator a ser considerado na análise é a potência instalada na propriedade comoum todo. Existem, atualmente, vários programas para a conscientização do uso eficientede energia e alguns padrões já são exigidos para certas categorias. Como uma obra nabiblioteca é prevista para ser executada em breve, é extremamente importante fazer odiagnóstico do consumo energético do prédio. Desse modo, foram apuradas as potênciasde instalação limites para as classes de eficiência energética do regulamento RTQ-C. Paraisso, multiplicou-se a DPIL de cada nível da Tabela 8 pela área total da edifícação, cujosresultados estão na Tabela 11.

A potência total instalada na biblioteca é 17.796 W, que ultrapassa o limite da cate-goria D da Tabela 11. Assim, a sua eficiência é classificada como nível E.

Também é averiguado se os pré-requisitos específicos da iluminação são atendidos, osquais influenciam no valor final de eficiência do sistema de iluminação. O pré-requisito


Tabela 11 – Cálculo da potência limite para a biblioteca.

Função da DPIL (W/m2)edificação Nível A Nível B Nível C Nível DBiblioteca 12,7 14,6 16,5 18,4

Área (m2) Potência limite (W)Nível A Nível B Nível C Nível D

955,58 12.136 13.952 15.767 17.583Fonte: Do autor.

de Desligamento automático pode ser desconsiderado, uma vez que as áreas em questãosão inferiores a 250 m2 e como todos os ambientes possuem pelo menos um dispositivo decontrole de acionamento das instalações, o pré-requisito Divisão dos circuitos é atendido.Por consequência, somente a contribuição da luz natural é que pode influenciar na nota.A relação de salas que possuem acionamento independente para fileiras de lumináriaspróximas a janelas é disposta na Tabela 12.

Tabela 12 – Relação dos locais que atendem ao pré-requisito específico de iluminaçãosobre contribuição da luz natural.

Índice Contribuição da Índice Contribuição daluz natural luz natural

1 Sim 12 -2 Sim 13 Não3 - 14 -4 - 15 Não5 Não 16 -6 - 17 -7 Não 18 -8 Não 19 Sim9 - 20 Não10 Não 21 -11 Não 22 Não

Fonte: Do autor.

De acordo com a Tabela 4, os locais 5, 7, 8, 10, 11, 13, 15, 20 e 22 se enquadrariam nonível C, ao passo que os outros teriam nível A. A nota final deveria ser corrigida fazendouma ponderação entre os níveis de eficiência e potência instalada dos ambientes que nãoatenderam aos pré-requisitos, e a potência instalada e o nível de eficiência encontradopara o sistema de iluminação. Contudo, como a eficiência encontrada pela potência énível E, esta prevalece. Ou seja, o edifício está na categoria E de eficiência de iluminação.

Prosseguiu-se com a simulação do cenário atual do sistema de iluminação da biblio-teca no software DIALux de forma a confirmar os resultados encontrados e partir parasimulações de novas instalações, uma vez que é imprescindível melhorar a qualidade e


consumo energético da estrutura existente. Tomando como base as fotos tiradas de cadalocal, criaram-se os ambientes da forma mais fiel possível, levando em consideração a cor ematerial dos objetos, parede, teto e piso. Alguns desses recintos projetados estão exibidosnas Figuras 13, 15 e 16.

Figura 12 – Sala de Jornal da Biblioteca Pública Municipal de Londrina.

Fonte: Do autor.

Figura 13 – Vista da sala de Jornal projetada utilizando o DIALux.

Fonte: Do autor.

Ajustadas as características de cada sala, as luminárias foram dispostas seguindo asua distribuição real na biblioteca e utilizando um modelo semelhante da Lumicenter. ACDL dos dois tipos de luminárias existentes estão na Figura 17.

Na luminária tubular, Uma porcentagem do fluxo luminoso da lâmpada é perdido parao teto, segundo a CDL da esquerda da Figura 17. Ademais, apesar de possuir uma ampladistribuição transversal, não atinge a superfície de trabalho.


Figura 14 – Sala de Estudos do primeiro andar da Biblioteca Pública Municipal de Lon-drina.

Fonte: Do autor.

Figura 15 – Vista da sala de Estudos do primeiro andar projetada utilizando o DIALux.

Fonte: Do autor.

Implementada a simulação, a iluminância média na área de trabalho ( a 0,8 m do solo)de todas as salas foi determinada e está na Tabela 13. Essa tabela também contém osvalores de iluminância medidos para efeito de comparação.


Figura 16 – Vista do Acervo projetado utilizando o DIALux.

Fonte: Do autor.

Figura 17 – CDLs da luminária para 4 lâmpadas fluorescentes tubulares de 40 W e daluminária para 2 lâmpadas fluorescentes compactas de 18 W, modelos seme-lhantes às existentes na biblioteca atualmente.


Em relação à Tabela 13, nota-se uma discrepância entre os valores medidos e simuladosem virtude de diversos fatores listados a seguir.

• Luminárias e lâmpadas simuladas não são do mesmo modelo e marca que as empre-gadas na realidade. Não foi possível localizar um arquivo .ies da marca e modelo daluminária para simular no DIALux, escolhendo-se assim um tipo com característicasparecidas, o qual apresenta uma CDL diferente.

• Interferência da luz natural. É impraticável a simulação idêntica da influência daluz natural no software, apesar de este proporcionar ferramentas para recriar talaspecto. Além disso, o ideal é que o projeto luminotécnico atenda aos padrõesexigidos em qualquer situação metereológica, logo a simulação foi feita para umcenário sem a luz natural.


Tabela 13 – Iluminância medida e simulada no software para os ambientes da biblioteca.

Índice Em medida Em simulada Índice Em medida Em simulada(lux) (lux) (lux) (lux)

1 243,8 256 12 282,3 7122 216,3 164 13 297,9 2823 147,3 359 14 779,4 6054 284,6 294 15 422 3935 404,4 692 16 215,6 3036 203,6 338 17 95,6 2747 1563,6 705 18 193 91,18 1183,7 840 19 189,4 1429 196,2 616 20 7709,2 56910 381,5 709 21 251,9 52511 299,7 277 22 311,7 603

Fonte: Do autor.

• Lâmpadas utilizadas na biblioteca de diferentes marcas. Isso ocasiona diversidadena reprodução da luz.

• Algumas lâmpadas, na realidade, estão queimadas e não é conhecida a data de suainstalação. Logo, o seu fluxo luminoso será diferente do padrão para simulação.

Apesar das disparidades encontradas, os ambientes necessitam de uma mudança emseu sistema de iluminação, tanto para alcançar os níveis de iluminância requeridos quantopara reduzir o consumo energético onde os valores de iluminância estão mais do quesuficientes para a realização da atividade.

Em vista disso, foram elaboradas duas propostas de mudança das instalações emestudo, considerando os valores obtidos na simulação como referência.

5.2 Proposta 1 - Troca de lâmpadas

Em vista da redução do consumo energético, porém sem gerar muitos custos parasubstituição das instalações de iluminação, propôs-se a troca das lâmpadas fluorescentesatuais por lâmpadas LED, as quais produzem fluxo luminoso semelhante, porém com ouso de menos potência.

Após a modificação das lâmpadas, a simulação foi gerada e os valores de iluminânciaobtidos estão apresentados nas Tabelas 14 e 15.

Como o fluxo luminoso das lâmpadas LED (Φ=2100 lm) empregadas é um poucomenor que o das fluorescentes (Φ=2600 lm), a iluminância obtida foi um pouco menortambém. Não existe modelo de lâmpada LED tubular com as mesmas dimensões, deforma a não alterar a luminária, e com fluxo luminoso maior.


Tabela 14 – Valores de iluminância média Em e potência para os sistemas de iluminaçãoatual (simulação) e da proposta 1 nos ambientes do pavimento térreo.

Índice Cenário atual Cenário da proposta 1do local Em sim. (lux) Potência (W) Em (lux) Potência (W)

1 256 306 207 1082 164 510 132 1803 359 204 290 724 294 204 237 725 692 2244 559 7926 338 306 273 1087 705 612 569 2168 840 1224 679 4329 616 204 497 7210 709 1428 572 50411 277 2244 224 79212 712 1020 575 36013 282 2244 227 79214 605 204 488 72

Fonte: Do autor.

Tabela 15 – Valores de iluminância média Em e potência para os sistemas de iluminaçãoatual (simulação) e da proposta 1 nos ambientes do primeiro andar.

Índice Cenário atual Cenário da proposta 1do local Em sim. (lux) Potência (W) Em (lux) Potência (W)

15 393 1224 317 43216 303 408 245 14417 274 204 221 7218 91,1 108 82,9 6319 142 144 129 8420 569 1224 459 43221 525 306 424 10822 603 1224 488 432

Fonte: Do autor.

Apesar disso, é válida essa substituição do ponto de vista energético, uma vez queos ambientes que ficaram com a iluminância inadequada com as lâmpadas LED tambémapresentavam valores que não atendiam à norma com o modelo fluorescente. Isso significaque, para melhorar a qualidade da luz na superfície de trabalho, seria necessário adicionarmais luminárias ou trocar as existentes por luminárias de maior tamanho que comportemlâmpadas com maior fluxo luminoso; porém, não é esse o objetivo dessa proposta.

Em relação ao regulamento RTQ-C, houve uma otimização do consumo energéticocom essa proposta. A potência total instalada com as lâmpadas LED é 6.339 W, pro-porcionando uma redução de mais de 50%. Com base na Tabela 11, o nível de eficiência


atingido é A.Todavia, como as instalações não foram trocadas, a contribuição da luz natural em

cada ambiente continua da mesma forma (Tabela 12). Assim, as salas que não atendema esse critério possuem nível C, necessitando fazer uma ponderação entre as notas.

• Salas 1, 2, 3, 4, 6, 9, 12, 14, 16, 17, 18, 19 e 21 - Nível A

• Salas 5, 7, 8, 10, 11, 13, 15, 20 e 22 - Nível C

O total de potência das salas com nível A (nota 5) é 1515 W e das salas com nível C(nota 3) é 4824 W. A ponderação é feita em 5.1.

Notafinal = (4824 ∗ 3) + (1515 ∗ 5)6339 = 3, 5 (5.1)

Logo, o nível de eficiência da iluminação obtido com essa proposta é B.

5.3 Proposta 2 - Substituição de luminárias e novadistribuição no espaço

As luminárias empregadas neste projeto (Figura 11), de 37 W e 19 W, possuem aletase refletor em alumínio para direcionar o fluxo luminoso das lâmpadas para a superfície detrabalho, diminuindo a perda da quantidade de luz emitida. Isso pode ser comprovadopela sua CDL, monstrada na Figura 18.

Figura 18 – CDL da luminária com LED integrado de 37 W ou 19 W utilizada na proposta2.


Antes de realizar a simulação com a nova distribuição e modelo de luminária, estabeleceu-se a superfície de tarefa nos ambientes em que esta era conhecida e fixa. Nos locais comdiversas áreas de tarefa, utilizou-se uma superfície de trabalho geral. E para os recintosem que a disposição dos objetos é varíavel, a área de trabalho compreendeu o ambiente


inteiro. A nova organização das luminárias pode ser visualizada na Figura 25 no AnexoC.

Após a configuração desses parâmetros, foi gerada a simulação e os dados de ilumi-nância e uniformidade das áreas de tarefa/trabalho e de entorno estão disponibilizadosna Tabela 16. Também, são exibidos os índices UGR para cada situação.

Os símbolos Etrab, Etar, Ut, Eent e Ue significam, respectivamente, iluminância da áreade trabalho, iluminância da área de tarefa, uniformidade da área de trabalho ou tarefa,iluminância do entorno e uniformidade do entorno.Tabela 16 – Valores de iluminância da área de trabalho/tarefa e do entorno, suas unifor-

midades e índice de ofuscamento nos ambientes da biblioteca para o cenárioatual (simulação) e da proposta 2.

Cenário atual (simulação) Cenário da Proposta 2Índice Etrab Etar Ut Eent Ue UGR Etrab Etar Ut Eent Ue UGR

1 - 227 0,67 256 0,28 20,45 - 558 0,84 409 0,23 16,20295 0,60 601 0,722 - 336 0,77 164 0,04 22,60 - 531 0,76 304 0 14,203 - 314 0,56 359 0,55 24,00 - 501 0,74 403 0,55 14,304 332 - 0,61 294 0,48 12,58 518 - 0,81 504 0,64 17,055 770 - 0,68 692 0,23 24,17 528 - 0,71 472 0,18 16,876 338 - 0,50 - - 25,30 279 - 0,55 - - 18,207 - 506 0,69 705 0,06 23,25 - 617 0,73 605 0,02 15,458 798 - 0,46 - - 23,47 506 - 0,69 - - 16,089 616 - 0,81 - - 27,20 406 - 0,76 - - 18,1010 685 - 0,82 709 0,23 24,04 504 - 0,68 436 0,09 16,8812 712 - 0,72 - - 27,90 225 - 0,68 - - 18,6014 605 - 0,56 - - 21,10 596 - 0,58 - - 14,6015 393 - 0,65 - - 25,00 516 - 0,63 - - 19,1016 - 185 0,66 303 0,14 25,10 - 557 0,68 579 0,01 16,6017 - 343 0,72 274 0,51 16,00 - 489 0,81 389 0,45 14,8018 91,1 - 0,61 - - 26,70 151 - 0,63 - - 14,6019 142 - 0,59 - - 26,30 203 - 0,63 - - 18,3020 569 - 0,45 - - 24,12 548 - 0,63 - - 16,5421 525 - 0,80 - - 27,30 368 - 0,79 - - 14,9022 603 - 0,51 - - 23,53 565 - 0,65 - - 15,52

Fonte: Do autor.

A Tabela 16 indica que somente os corredores, dos dois pavimentos, que atendematualmente aos níveis de iluminância e ofuscamento exigidos pela norma. O restante dosambientes não possui UGR inferior a 19, no cenário atual. Ainda em relação à primeirasituação, há locais cuja iluminância está adequada e outros que não.

No cenário da proposta 2, todas as salas respeitam o UGRL imposto pela ABNT NBR8995-1; além disso, os recintos, sem exceção, atendem ao nível mínimo de iluminânciarequerido. Um ponto relevante é a uniformidade obtida também, na área de tarefa e


trabalho, a uniformidade foi superior a 0,7 e 0,6, respectivamente. Sobre o entorno, suailuminância mínima foi alcançada, porém não foi possível obter uniformidade maior que0,5, em virtude de a área de entorno englobar os móveis.

Em razão de a sala do acervo possuir várias estantes e, consequentemente, várias áreasde tarefa verticais a serem avaliadas, os seus valores de iluminância, uniformidade e UGRestão em tabela separada (Tabela 17).

A disposição e instalação das luminárias nesse ambiente é muito importante para obteros valores de iluminância da Tabela 17. Assim, sua organização está disposta na Figura30(b) do Anexo D e sua CDL aplicada é mostrada na Figura 19.

Figura 19 – Vista da aplicação das CDLs longitudinal e transversal da luminária empre-gada na proposta 2 na sala de Acervo.

Fonte: Do autor.


Tabela 17 – Valores de iluminância da área de trabalho/tarefa e do entorno, suas unifor-midades e índice de ofuscamento no Acervo para o cenário atual (simulação)e da proposta 2.

Cenário atual (simulação) Cenário da Proposta 2Índice Etrab Etar Ut Eent Ue UGR Etrab Etar Ut Eent Ue UGR

11 -

170 0,44

277 0,13 27,66 -

390 0,4

339 0,05 15,55

303 0,43 240 0,38380 0,48 236 0,4219 0,41 222 0,38161 0,36 241 0,38279 0,42 202 0,35352 0,43 234 0,39130 0,32 212 0,38150 0,27 231 0,36374 0,44 214 0,39261 0,39 224 0,38122 0,41 216 0,34238 0,38 227 0,34370 0,49 223 0,36169 0,47 227 0,37126 0,45 208 0,38337 0,42 224 0,36389 0,51 226 0,37219 0,45 222 0,3859,8 0,53 191 0,37296 0,29 198 0,33

13 -

442 0,45

282 0,12 26,23 -

249 0,41

303 0,04 15,23

168 0,49 215 0,41139 0,44 232 0,44343 0,39 232 0,41306 0,43 248 0,42143 0,47 250 0,41301 0,47 247 0,41365 0,51 250 0,42126 0,48 250 0,43244 0,34 246 0,42264 0,37 244 0,42114 0,38 250 0,44344 0,47 236 0,43283 0,50 241 0,42134 0,61 257 0,42299 0,46 262 0,38290 0,39 254 0,40123 0,58 241 0,41325 0,50 250 0,38360 0,46 251 0,42174 0,56 223 0,40256 0,36 258 0,38576 0,72 207 0,37

Fonte: Do autor.


Sobre a Tabela 17, é aferido que algumas estantes possuem o nível adequado de ilu-minância no cenário atual, porém não são todas e não possui uma boa uniformidade.Ao alterar o local e modelo das luminárias, nota-se que todas as estantes obtiveram ailuminância adequada (superior a 200 lux) com uma boa distribuição da luz. Seu nível deofuscamento também foi apropriado.

Fazendo uma análise geral, com a proposta 2, todos os ambientes obtiveram iluminân-cia e UGR adequados, os quais não eram atingidos no edifício inteiro com o cenário atual.Outro quesito a ser considerado é a uniformidade, a qual alcançou valores maiores com aluminária de LED. As linhas isográficas de alguns locais, do cenário atual e da proposta2, são apresentados no Anexo D.

A Tabela 18 mostra a quantidade de luminárias, sua potência e a sua altura de insta-lação da proposta 2. Também são exibidos esses equipamentos e parâmetros do cenárioatual para efeito de comparação.

Tabela 18 – Quantidade de luminárias e potência total de cada ambiente no cenário atual(simulação) e da proposta 2.

Cenário atual (simulação) Cenário da Proposta 2

Índice Lum. Lâmp./Lum. Reat. Potência Lum. Potência Altura detotal total instalação

1 3 2 3 306 6 222 3

2 1 2 1 102 6 222 3,22 4 4 4083 1 4 2 204 3 111 34 1 4 2 204 4 148 35 11 4 22 2244 16 592 3,26 3 2 3 306 4 76 37 3 4 6 612 6 222 38 6 4 12 1224 9 333 39 2 2 72 204 4 76 310 7 4 14 1428 9 333 2,811 11 4 22 2244 23 851 2,412 5 4 10 1020 6 114 2,813 11 4 22 2244 24 888 2,414 1 4 2 204 3 111 315 6 4 12 1224 18 666 3,216 2 4 4 408 9 333 2,817 1 4 2 204 3 111 2,818 3 2 108 4 76 319 4 2 144 4 76 320 6 4 12 1224 14 518 321 3 2 3 306 3 57 322 6 4 12 1224 14 518 3

Fonte: Do autor.


Apesar de ter aumentado o número de luminárias, a potência total do edifício diminuiu;ficou com um valor de 6654 W. De acordo com a Tabela 11, o nível de eficiência atingidoé A.

Como será necessário realizar reformas para a instalação das novas luminárias, recomenda-se que seja acoplado um dispositivo de acionamento da fileira de lâmpadas próximas ajanela nos ambientes, para que estes possuam nível de eficiência A.

5.4 Estimativa financeira dos sistemas de iluminaçãopropostos

A proposta de retrofit desenvolvida no trabalho de NABESHIMA (2013) discorre sobreos níveis de iluminância requisitados na norma NBR 5413:1992; logo, não é possívelestabelecer uma comparação entre os valores de iluminância obtidos em seu projeto e osalcançados neste trabalho. Todavia, uma análise do consumo energético mensal de ambaspropostas, bem como da estrutura existente na biblioteca, foi feita e está disposta naTabela 19 e no gráfico da Figura 20. Levou-se em consideração a utilização das instalaçõesde iluminação durante 11 horas por dia e 20 dias no mês e potência dos reatores de 22 We 3 W no cenário atual e no trabalho anterior, respectivamente.

Outra questão quanto a essa comparação é o fato de os ambientes de Exposição,Corredor principal e Sacada, do primeiro pavimento, terem sido desconsiderados da análiseem virtude de não possuir tais dados no trabalho de NABESHIMA (2013).

Tabela 19 – Quantidade de luminárias, potência total (W) e consumo energético mensal(kWh) do cenário atual e das propostas apresentadas em trabalho anterior eneste trabalho.

Cenário Lum. Modelo (W) Reatores Potência Cons. mensal(W) (kWh)

Atual (simulação) 12 2x40 160 16320 3590,4074 4x40Trabalho anterior 109 2x32 109 7303 1606,66

Proposta 1 12 2x18 0 5760 1267,2074 4x18

Proposta 2 149 1x37 0 5836 1283,9217 1x19Fonte: Do autor.


Figura 20 – Gráfico do consumo energético mensal (kWh) da iluminação no cenário atual,na proposta de trabalho anterior e nas propostas 1 e 2.

Fonte: Do autor.

As três propostas de retrofit exibem uma economia de mais de 50% em relação aosistema de iluminação atual. Contudo, as lâmpadas empregadas por NABESHIMA (2013)são do tipo fluorescente, cuja vida útil é bem menor em comparação com a da tecnologiaLED. Vale ressaltar também que, apesar de a proposta 2 usar mais luminárias, o seuconsumo energético mensal é menor do que o exposto no trabalho desenvolvido em 2013.

O gráfico da Figura 21 exibe a relação da vida útil, em horas, dos modelos de lâmpadado cenário atual e das propostas 1 e 2.

Figura 21 – Gráfico da vida útil, em horas, das lâmpadas fluorescente e LED e da lumi-nária com LED integrado.

Fonte: PHILIPS (2017), LUMICENTER (2017).


Ainda que a energia gasta mensalmente seja bem menor nas duas propostas destetrabalho do que na situação real, há um custo para suas implementações, o qual não podeser ignorado.

Cada unidade de lâmpada LED tubular de 18 W e LED bulbo de 10,5 W é R$45,00 eR$15,00, respectivamente (modelos utilizados na proposta 1). Já a proposta 2 possui umpreço maior em virtude de as luminárias com placa de LED integrada de 37 W custaremR$270,00 e as de 19 W, R$180,00. Isto posto, o valor total para adquirir esses sistemasde iluminação está disposto na Tabela 20.

Tabela 20 – Custo para substituição das lâmpadas e luminárias das propostas 1 e 2.

Cenário Lum. Modelo Lâmp. Preço/unidade Preço total(W) (R$) (R$)

Proposta 1

12 2x18 344 45,00 15.480,0080 4x187 2x10,5 14 15,00 210,00

15.690,00

Proposta 225 1x19 180,00 4.500,00167 1x37 270,00 45.090,00

49.590,00Fonte: Do autor.

Para o cálculo de pay-back, o gasto com consumo energético anual do cenário atuale das propostas 1 e 2 foi computado, assim como a economia obtida com cada projeto.A tarifa usada para o cálculo foi de 0,69118 reais e os resultados encontrados estão naTabela 21.

Tabela 21 – Custo mensal e anual do consumo energético na situação atual e nos cenáriospropostos 1 e 2, levando em consideração o consumo energético mensal (Cons.m.).

CenárioCons. Tarifa Custo Econ. Custo Econ.mensal (R$/kWh) mensal mensal anual anual(kWh) (R$) (R$) (R$) (R$)

Atual 3590,400,69118

2.481,61 - 29.779,35 -Proposta 1 1267,20 875,86 1.605,75 10.510,36 19.268,99Proposta 2 1283,92 887,42 1.594,19 10.649,04 19.130,31

Fonte: Do autor.

Portanto, o tempo de pay-back da proposta 1 é de aproximadamente 10 meses, en-quanto que o da proposta 2 é em torno de 32 meses (2 anos e 8 meses).

60

6 Conclusão

O estudo realizado permitiu verificar as condições em que se encontra o sistema deiluminação da Biblioteca Pública Municipal de Londrina e, a partir disso, avaliar a ne-cessidade de se realizar o retrofit de suas instalações. Como as medições feitas indicaramvalores de iluminância abaixos do ideal em sua maioria, além de constatar que as lumi-nárias eram de modelos ultrapassados com pouca eficiência, concluiu-se a necessidade deapresentar propostas de mudança do sistema em questão. Outro ponto analisado foi a po-tência total instalada, a qual apontou ter um valor muito superior aos níveis de eficiênciapropostos pelo regulamento RTQ-C, atingindo nível E na classificação.

As duas propostas obtiveram potência total instalada apropriada que garantiu o nívelB de eficiência do sistema de iluminação para a proposta 1 e nível A para a proposta2. No entanto, somente a troca por lâmpadas LED não foi suficiente para atender ànorma ABNT NBR 8995-1, uma vez que o fluxo luminoso das lâmpadas LED escolhidasé próximo do valor das lâmpadas fluorescentes, utilizadas atualmente na biblioteca. Já aproposta 2, com a substituição das luminárias e sua realocação, proporcionou níveis deiluminância e de ofuscamento adequados, além de gerar economia de energia. Ademais,é válido ressaltar a uniformidade da iluminância na superfície de trabalho adquirida comessa proposta, grandeza também condicionada na norma de iluminação.

Comparando-se os dois cenários projetados neste trabalho com o desenvolvido anteri-ormente para a biblioteca, notou-se que a utilização da tecnologia LED é mais eficiente,bem como mais rentável. O custo com o consumo energético anual das propostas 1 e 2 éaproximadamente a metade do gasto do sistema atual da biblioteca, o que as torna muitovantajosa.

O tempo de pay-back da proposta 1 é excelente, de apenas 10 meses, porém ela nãogera a qualidade e o conforto visual proporcionados pelo projeto da proposta 2, visto quenão atende aos níveis mínimos de iluminância. O mais correto seria implementar o projetocom troca e realocação das luminárias, mesmo que o seu tempo de pay-back seja maior,de 2 anos e 8 meses, sendo ainda uma proposta muito proveitosa.

Pode-se dizer que o estudo realizado neste trabalho foi válido, dado que, diante de umsistema inadequado e ineficiente, conseguiu-se obter propostas que melhorassem as insta-lações de iluminação da biblioteca, do ponto de vista qualitativo e financeiro. Além disso,os dois possíveis projetos apresentam tempo de pay-back relativamente curto, tornando-osplausíveis de serem executados.

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Referências

ABNT. NBR 5382 Verificação de iluminância de interiores. Rio de Janeiro: ABNT –Associação Brasileira de Normas Técnicas, 1985. 28, 35

ABNT. NBR 5413 Iluminância de interiores. Rio de Janeiro: ABNT – AssociaçãoBrasileira de Normas Técnicas, 1992. 28

ABNT. NBR ISO/CIE 8995-1 Iluminação de ambientes de trabalho Parte 1: Interior.Rio de Janeiro: ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas, 2013. 24, 26, 27, 28,29, 36, 38

AGUDELO, J. A. M.; ROMERO, J. F. A.; FUSER, I. Proposta de retrofit na iluminaçãoartificial para um prédio público: o caso do bloco de pós-graduação da universidadefederal do abc. Revista Hábitat Sustentable, Santo André, v. 5, n. 2, p. 20-31, 2015. 21

ARIES, M. Human Lighting Demands - Healthy Lighting in an Office Environment.Eindhoven - Holanda: Technische Universiteit Eindhoven, 2005. 17

ASCURRA, R. E. Eficiência Elétrica em Iluminação Pública utilizando tecnologia LED:um estudo de caso. Dissertação (Mestrado) - Programa de Pós-Graduação em Engenhariade Edificações e Ambiental. Cuiabá: Universidade Federal de Mato Grosso, 2013. 22

BARBOSA, C. V. T. Percepção da Iluminação no Espaço da Arquitetura: PreferênciasHumanas em Ambientes de Trabalho. Tese (Doutorado em Arquitetura e Urbanismo) -Faculdade de Arquitetura e Urbanismo. São Paulo: Universidade de São Paulo, 2010.97-99 p. 17

COPEL. Tarifa Convencional - subgrupo B3. Vigência em 24/06/2017. 2017.Acesso em: 15 de janeiro de 2018. Disponível em: <http://www.copel.com/hpcopel/root/nivel2.jsp?endereco=%2Fhpcopel%2Froot%2Fpagcopel2.nsf%2F5d546c6fdeabc9a1032571000064b22e%2F8c04fbf11f00cc5703257488005939be>. 43

CREDER, H. Instalações Elétricas. 15. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2007. 25

Diretoria de Bibliotecas. Biblioteca Pública Municipal "Prof. Pedro Viriato Parigotde Souza". 2016. Acesso em: 08 de janeiro de 2018. Disponível em: <http://www.londrina.pr.gov.br/index.php?option=com_content&view=article&id=18910&Itemid=1904&showall=1>. 34

INMETRO. Regulamento Técnico da Qualidade para o Nível de Eficiência Energética deEdificações Comerciais, de Serviços e Públicas. Rio de Janeiro: Instituto Nacional deMetrologia, Qualidade e Tecnologia, 2010. 32

INSTRUTHERM. Instrutherm Instrumentos de Medição Ltda. 2017. Acessoem: 08 de janeiro de 2018. Disponível em: <https://www.instrutherm.net.br/0-200-000-lux-esc-auto-max-min-data.html>. 37

INTRUTHERM. Manual de instruções Luxímetro Digital modelo LD-209. São Paulo:[s.n.], 2012. 36

http://www.copel.com/hpcopel/root/nivel2.jsp?endereco=%2Fhpcopel%2Froot%2Fpagcopel2.nsf%2F5d546c6fdeabc9a1032571000064b22e%2F8c04fbf11f00cc5703257488005939be



http://www.londrina.pr.gov.br/index.php?option=com_content&view=article&id=18910&Itemid=1904&showall=1



https://www.instrutherm.net.br/0-200-000-lux-esc-auto-max-min-data.html

https://www.instrutherm.net.br/0-200-000-lux-esc-auto-max-min-data.html

Referências 62

KRAUSE, C. B. et al. Manual de Prédios Eficientes em Energia Elétrica. Rio de Janeiro:Eletrobrás/PROCEL, 2002. 81-82 p. 26

LUMICENTER. Grupo Lumicenter Lighting. 2017. Acesso em: 22 de dezembro de 2017.Disponível em: <http://www.lumicenteriluminacao.com.br/>. 37, 40, 41, 42, 49, 52, 58

MITRALUX. Conceitos Básicos de Iluminação. 2015. Acesso em: 27 de outubro de 2017.Disponível em: <http://www.mitralux.com.br/conceitos-basicos-de-iluminacao>. 24

MME. Nova etiqueta mede eficiência de edifícios. 2009. Acesso em: 19 de novembro de2017. Disponível em: <http://www.mme.gov.br>. 29

MOREIRA, J. F. C. Método para Retrofit em Sistemas de Iluminação de HospitaisPúblicos: Estudo de Caso no Hospital Público Regional de Betim. Dissertação (Mestradoem Engenharia Civil) - Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil. Florianópolis:Universidade Federal de Santa Catarina, 2010. 21

NABESHIMA, F. P. Avaliação e Proposta para Sistema de Iluminação da BibliotecaPública Municipal de Londrina aplicando retrofit. Trabalho de Conclusão de Curso -Departamento de Engenharia Elétrica. Londrina: Universidade Estadual de Londrina,2013. 18, 57, 58

NETO, A. N. de L. Proposta de retrofit para o sistema de iluminação artificial de umaescola pública. Dissertação (Bacharel em Engenharia Elétrica) - Centro de Tecnologia eUrbanismo. Londrina: Universidade Estadual de Londrina, 2016. 22

OSRAM. Manual Luminotécnico Prático. [s.n.], 2007. Disponível em: <http://www.iar.unicamp.br/lab/luz/ld/Livros/ManualOsram.pdf>. 25, 26, 35, 39

PBE Edifica. O que é a etiqueta PBE Edifica? 2017. Acesso em: 19 de novembro de2017. Disponível em: <http://www.pbeedifica.com.br/conhecendo-pbe-edifica>. 28

PHILIPS. Catálogo de produtos. 2017. Acesso em: 08 de janeiro de 2018. Disponível em:<http://www.lighting.philips.com.br/prof>. 37, 41, 58

PROCEL. Manual de Iluminação. Rio de Janeiro: Eletrobras, 2011. 25

PROCEL Edifica. Manual para Aplicação do RTQ-C. Eletrobrás, 2017. Acesso em: 20de novemvro de 2017. Disponível em: <http://www.procelinfo.com.br/main.asp?View=02A05065-372B-4133-B054-4369D8F37B3F>. 30, 31, 32, 43

PROCEL INFO. Etiquetagem em Edificações. 2017. Acesso em: 19 de novembro de 2017.Disponível em: <http://www.eletrobras.com>. 30

SYLVANIA. Products. 2017. Acesso em: 08 de janeiro de 2018. Disponível em:<http://www.feilosylvania.com/product/en-int/categories/>. 37

http://www.lumicenteriluminacao.com.br/

http://www.mitralux.com.br/conceitos-basicos-de-iluminacao

http://www.mme.gov.br

http://www.iar.unicamp.br/lab/luz/ld/Livros/ManualOsram.pdf

http://www.iar.unicamp.br/lab/luz/ld/Livros/ManualOsram.pdf

http://www.pbeedifica.com.br/conhecendo-pbe-edifica

http://www.lighting.philips.com.br/prof

http://www.procelinfo.com.br/main.asp?View=02A05065-372B-4133-B054-4369D8F37B3F

http://www.procelinfo.com.br/main.asp?View=02A05065-372B-4133-B054-4369D8F37B3F

http://www.eletrobras.com

http://www.feilosylvania.com/product/en-int/categories/

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7 ANEXOS

ANEXO A

Tabela para organização dos dados recolhidos nos ambientes da biblioteca.

Figura 22 – Modelo de tabela para organização dos dados.

Fonte: Do autor.

Figura 23 – Tabela para organização dos dados preenchido para o ambiente de leitura dejornal.

Fonte: Do autor.

Capítulo 7. ANEXOS 64

ANEXO B

Planta baixa da Biblioteca Pública Municipal de Londrina.

Figura 24 – Planta baixa do térreo e do primeiro andar da biblioteca, com suas lumináriasidentificadas.

Fonte: Do autor.


ANEXO C

Disposição das luminárias para a proposta 2.

Figura 25 – Disposição das luminárias no térreo e no primeiro andar para a proposta 2.

Fonte: Do autor.


ANEXO D

Luminárias e linhas isográficas da superfície de trabalho de alguns ambientes, no cenárioatual e na proposta 2.

Figura 26 – Localização das luminárias e do plano de trabalho da Diretoria no cenárioatual (a) e na proposta 2 (b).

Fonte: Do autor.

Figura 27 – Linhas isográficas do plano de trabalho da Diretoria no cenário atual (a) ena proposta 2 (b).

Fonte: Do autor.


Figura 28 – Localização das luminárias e do plano de trabalho da sala de Jornal no cenárioatual (a) e na proposta 2 (b).

Fonte: Do autor.

Figura 29 – Linhas isográficas do plano de trabalho da sala de Jornal no cenário atual (a)e na proposta 2 (b).

Fonte: Do autor.


Figura 30 – Localização das luminárias e do plano de trabalho vertical 12 da sala deestantes no cenário atual (a) e na proposta 2 (b).

Fonte: Do autor.

Figura 31 – Linhas isográficas do plano de trabalho vertical 12 das estantes no cenárioatual (a) e na proposta 2 (b).

Fonte: Do autor.


Figura 32 – Localização das luminárias e do plano de trabalho da sala de Exposição nocenário atual (a) e na proposta 2 (b).

Fonte: Do autor.

Figura 33 – Linhas isográficas do plano de trabalho da sala de Exposição no cenário atual(a) e na proposta 2 (b).

Fonte: Do autor.

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Propostade retroﬁt parasistemade