Gestão de Conforto Ambiental em Edificações Sustentáveis

Conforto Lumínico

Prof. D.Sc. Ludmila Rodrigues de Morais

Exigências humanas e funcionais

• Conforto– Conforto visual

• Percepção do espaço

• Realização de Tarefa visual:– O olho humano– Visão

Exigências humanas e funcionais

- Precisão da tarefa visual depende de:

- Tamanho do detalhe a ser distinguido- Contraste de luminância (brilho) e cor do detalhe emrelação ao seu entorno imediato- Velocidade e cuidado requeridos no desempenho datarefa- Tempo de duração da tarefa sem interrupções

Exigências humanas e funcionais

• Níveis de Iluminância ou Iluminamento:

E = Q / A

Exigências humanas e funcionais- Visão

- Fadiga- Relaxamento- Contraste

Tarefa visual Entorno imediato 3/1

Tarefa visual Superfícies escuras distantes 10/1

Tarefa visual Superfícies claras distantes 0,1/1

Fonte de luz Superfícies adjacentes 20/1

Máximo contraste em qualquer parte do campo de

visão

40/1

• Iluminação Lateral

– Brises

Iluminação Lateral

– Bandejas de luz

Iluminação Zenital

– Descrição– Usos

2.ILUMINAÇÃO ARTIFICIAL

• Grandezas principais– Iluminação Artificial

• Fluxo energético• Fluxo luminoso• Eficiência luminosa• Intensidade luminosa • Luminância• Iluminância• Índice de reprodução de cor• Temperatura de cor

– Iluminação NaturalIluminânciaLuminânciaContraste

• Fluxo Energético ou Potência ( P)– Unidade: watts (W)– Potência transportada por todas as formas de

radiação presentes no feixe de energético –luz visível, infravermelho e a ultravioleta (VIANA, 2007)

Espectro eletromagnético – Luz (Fonte: Manual Osram)

Espectro ótico

Curva de sensibilidade do olho humano em relação a luz visível(Fonte: Manual Osram)

OLHO – maior sensibilidade durante o dia na faixa do amarelo verde (560°A) e à noite na faixa azul (500°A).

• Fluxo Luminoso ( φ)

– Unidade: lumens(lm)

– Compreende a radiação eletromagnética capaz de produzir estímulo

visual (VIANNA, 2007);

– Radiação total emitida por uma fonte luminosa eletromagnética capaz

de produzir estímulo visual (VIANNA, 2007);

– Comprimento de onda compreendido entre 380 e 780 nm;

– Refere-se a quantidade de luz emitida por uma fonte (site

OSRAM).

Fluxo luminoso de uma lâmpada (Fonte: Manual Osram)

Esquema de representação de luxo luminoso

(Fonte: Manual Osram)

“ é a parcela do fluxo radiante que gera uma resposta visual

• Eficiência Luminosa ( η)– Também denominado como eficiência energética– Unidade: lumen/watt– Relação entre fluxo luminoso emitido por uma fonte

(lumen) e seu fluxo energético (potência) consumido para produzí-lo.

– “ é a capacidade da fonte em converter potência em luz (PEREIRA 2008)”

P

ϕη =

– Útil para a análise econômica e de consumo energético;

– Importante parâmetro na comparação entre as lâmpadas, que permite determinar qual lâmpada tem maior rendimento.

Fonte Fluxo luminoso Eficiência luminosa

Incandescente 100 W 1.350 lm 13,5 lm/W

Fluorescente compacta 23 W 1.400 lm 61 lm/W

Fluorescente TL5 28 W 2.900 lm 103 lm/W

HID 250 W 19.000 lm 76 lm/W

Sódio 150 W 16.000 lm 107 lm/W

Luz natural ------ 100 – 140 lm/W

Eficiência energética de diferentes lâmpadas(Fonte: Manual Osram)

• Intensidade Luminosa ( I)

– Unidade: candela (cd)

– Quantos lumens são emitidos por uma fonte luminosa;

– Deve-se medir “vários” pontos na área desejada – a fonte

luminosa não irradia a luz uniformente;

– Refere-se a intensidade de fluxo luminoso projetada em

uma determinda direção (site OSRAM).

– Associada a lâmpada ou a luminária – ideal utilizar estes

dados em conjunto, ou seja, a luminária com a lâmpada.

Curva de distribuição luminosa - CDL (Fonte: Manual Osram)

CDL – representação gráfica da intensidade de uma fonte luminosa em todas as suas dirações de emissão.

• Iluminância ( E)

– Unidade: lumen/m2 ou cd/cm2 ou lux (lx);

– Luz incidente – não visível;

– Refere-se ao fluxo luminoso que inside sobre uma

superfície situada a uma certa distância da fonte. (site

OSRAM) ;

– Indica o fluxo luminoso de uma fonte de luz que incide

sobre uma superfície situada a uma certa distância

desta fonte, expressa pela equação:

“ é a medida da quantidade de luz incidente numa superfície por unidade de área ”

A 1m de uma vela 1 lux

Numa mesa de escritório 500 lux

No exterior sob céu encoberto 10.000 lux

No sol no verão 100.000 lux

Valores típicos

A

ϕ=E

Onde:

E = Iluminância (lx)

φ = Fluxo luminoso (lm)

A = Área projetada (m2)

• Luminância ( L)

– Unidade: cd/m2;

– Luz refletida – visível;

– Refere-se a intensidade luminosa produzida ou

refletida por uma superfície aparente (site OSRAM);

– Varia com a cor e a textura do “objeto”.

Valores de luminâncias de algumas fontes

Limite inferior � 0,000001 cd/m2

Limite superior � 1.000.000 cd/m2

Ofuscamento � 25.000 cd/m2

Luminância X Iluminância(Fonte: Manual Osram)

Eficiência energética de diferentes lâmpadas(Fonte: Manual Osram)

Grandeza

Nome Símbolo Significado Unidade

Fluxo

luminoso

Componente do fluxo radiante que gera uma resposta visual.

Esfera de Ulbricht: a fonte luminosa é colocada dentro de uma grande esfera, cujo o interior é pintado de branco perfeitamente difusor. Mede-se a iluminância produzida pela luz difusa através de uma pequena abertura, protegendo os raios que saem diretamente da fonte, esta iluminância é proporcional ao fluxo luminoso emitido pela fonte.

Eficiência

Luminosa

É a razão entre o fluxo luminoso "φ" produzido por uma fonte e a potência "P" consumida.

A eficiência luminosa é deduzida juntamente com a medição do fluxo luminoso com a esfera de Ulbricht, medindo-se a potência consumida pela fonte luminosa e seus equipamentos auxiliares, através de um wattímetro.

Intensidade

Luminosa

É o fluxo luminoso "φ" emitido por uma fonte numa certa direção, dividido pelo ângulo sólido "ω", no qual está contido.

cd Banco fotométrico: a fonte luminosa em exame é comparada com uma fonte de intensidade conhecida. No caso de aparelhos de iluminação, a medição é feita por meio de um fotogoniômetro: uma célula fotovoltaica gira em volta do aparelho e mede a intensidade luminosa emitida em todas as direções.

Iluminância

É o fluxo luminoso incidente "φ" numa dada superfície, dividida pela área "A"da mesma.

lux Luxímetro: é formado por uma fotocélula que transforma a energia luminosa em energia elétrica, indicada por um galvanômetro cuja a escala está marcada em lux.

Luminância

É a intensidade luminosa "I" (de uma fonte ou de uma superfície iluminada) por unidade de área aparente "A'" numa dada direção.

Luminancímetro: aparelho que reproduz a imagem da superfície projetada e cuja a luminância deve ser medida. A energia elétrica produzida pelo fotosensor é ampliada e medida por um galvanômetro calibrado em candelas por m2

Como medir

Pφ=η

ωφ=I

AE

φ=

η

I

E

L

φ lm

Wlm

2m

cd'A

IL =

• Contraste ( C)

– Unidade: sem unidade;

– É a diferença relativa de luminâncias entre um

determinado objeto e seu entorno.

– A diferença de luminancia significa contraste de

cores;

C=(Lobjeto + Lfundo)/Lfundo

• Índice de reprodução de cor (IRC ou Ra)

– Unidade: R;

– Escala quantitativa de 1 a 100;

– Um objeto ou superfície exposta a diferentes fontes de fluxo de

luminosidade que são percebidos visualmente em diferentes

tonalidades;

– Esta variação está relacionada com as diferentes capaciadades das

lâmpadas de reproduzirem diferentes cores nos objetos;

– Pode-se assim dizer que sem luz não há cor;

– A luz artificial deve-se aproximar ao máximo da natural para ter um IRC

elevado;

Boa reprodução de cor – radiação emitida em toda

faixa de espectro. Devido a isso tem-se uma menor

claridade (menor fluxo luminoso);

Classificação do índice de reprodução de cor:

50 - 80 Reprodução de cor razoável

80 - 90 Reprodução de cor boa

90- 100 Reprodução de cor muito boa

• Temperatura de cor (T)

– Unidade: OK

– Termo utilizado para descrever a aparencia de cor de uma

fonte de luz comparada à cor emitida pelo corpo negro

radiador, que muda de cor ao mudar de temperatura;

– Relação entre temperatura e cor emitida.

– Não há relação com potência.Temperatura de cor

Branco luz do meio dia 6500k

Luz amarela, quente 2700k

Lâmpada de aparência fria 5000k

Aparência neutra 4000k

Temperatura de cor das

lâmpadas

Aparência de cor da luz Efeitos associados e sensações

Maior que 5.300 K Fria (branco azulado) Preciso, claro, limpo, eficiente

Entre 3.300 e 5.300 K Intermediária ou morna

(branco)

Amigável, convidativo, intenso

Menor que 3.300 K Quente (branco dourado) Amigável, íntimo, pessoal,

exclusivo

Qualidadedesejada

IRC mínimo (%)

Temperatura de cor recomendada (k °)

Exemplos de aplicação

Melhor

90

6.500 – 7.400Sala de inspeção de cores –indústria textil, tabaco, pintura, impressão.

Aprox. 4.000Sala de exames médicos e tratamento, museus e indústria gráfica.

Boa

80

Aprox. 4.000 Escritórios, lojas, industrias onde a cor influi no processamento.

Aprox. 3.000Lojas alimentícias, lugares de encontro, salas de conferencias, bancos.

Média60 -

Corredores, escadas, depósitos, lojas onde a reprodução de cor é de menor importância.

Nenhuma- Fundação, laminação.

Tabela de índice de reprodução de cor

Variação da aparência da cor, como função de iluminância (E)

E(lux) Aparência de cor da luz

Quente Intermediária Fria

≤ 500 Agradável Neutra Fria

500 – 3000 Estimulante Agradável Neutra

≥ 3000 Inatural Estimulante Agradável

Grupo de reprodução de cor

Índice de reprodução de cor mínima

Aparênciade cor

Exemplo de uso

1 Ra≥85 Fria Indústria têxtil, gráfica e de tintas

Intermediária Lojas, museus e hospitais

Quente Residência, restaurantes e hotéis

2 70≤Ra≤85 Fria Indústrias leves, escritórios, escolas, magazines (em clima

quente)

Intermediária Escritórios, escolas, lojas, indústrias leves (em clima

moderado)

Quente Escritórios, escolas, lojas, indústrias leves (em clima frio)

3 Lâmpadas com Ra<70, porém com reprodução de cor aceitável, para uso em áreas gerais de trabalho

Interior onde a eficiência é de maior importância do que a

reprodução de cor

IRC X aparência de cor

Temperatura de cor(Fonte: Manual Osram)

Tonalidade de cor e reprodução de cor (Fonte: Manual Osram)

• Fator do fluxo luminoso (Ballast Factor - BF)– Unidade: %– Maioria das lâmpadas de descargas operam em

conjunto com reatores

Fluxo luminoso total depende do desempenho do reator

Desempenho = BF

alnoosolufluxo

obtidoosolufluxoBF

minmin

min=

• Fator de desempenho

– Como a lâmpada é instalada dentro da luminária, o Fluxo

Luminoso final que se apresenta é menor do que o

irradiado pela lâmpada, devido a absorção, reflexão e

transmissão das luz pelos materiais constituinte.

– O Fluxo Luminoso emitido pela luminária é avaliado

através da Eficiência da Luminária, ou seja, o Fluxo

Luminoso da luminária utilizada pelo Fluxo Luminoso da

lâmpada.

Luminárias– Fotométrica

• Alcance• Extensão• Controle

Iluminação e seus usos específicos

• iluminação geral• Iluminação de destaque• Iluminação de tarefa

Iluminação e seus usos específicos

• iluminação geral

Iluminação e seus usos específicos

• iluminação geral

Iluminação e seus usos específicos• iluminação geral

Iluminação e seus usos específicos• iluminação de destaque

Iluminação e seus usos específicos• iluminação de destaque

Iluminação e seus usos específicos• iluminação geral e de destaque

Iluminação e seus usos específicos

• iluminação de destaque

Iluminação e seus usos específicos• iluminação de destaque

Iluminação e seus usos específicos

• iluminação geral

Principais exigências que devem ser satisfeitas por um bom projeto lumínico:

– Conforto visual, permitindo ao homem a sensação do“bem-estar”. Pode ser entendido como o grau desatisfação visual produzido pelo ambiente iluminado

– Eficiência visual, criando condições específicas para aperfeita execução de tarefas e leitura de informações

– Satisfação estética, dando-lhe o direito de interagircom o que vê.

Percepção do espaço diferenciada pelas alteraçõesnas fontes de luz: