luminotecnica: parte 1) fator conforto e outras definições

LuminotécnicaEletrotécnica Geral

Eng. CivilProf. Fernando Passold

Parte I: Conforto

Prof. Fernando Passold 2

Fator Conforto

LuminotécnicaParte I

Nov.2012


Conforto Luminoso

Conforto é a interpretacao de estimulos objetivos, fisicos e facilmente quantificaveis, por meio de respostas fisiologicas (sensacoes) e de emocoes, com carater subjetivo e de dificil avaliacao

Nov.2012


Objetivos da Iluminacao

1. Obter boas condicoes de visao associadas à visibilidade, seguranca e orientacao dentro de um determinado ambiente.

“Luz da razao” (Fig. 4);

Associado com atividades laborativas e produtivas.

2. Principal instrumento de ambientacao do espaco – criacao de efeitos especiais com a propria luz ou no destaque de objetos e superficies do proprio espaco.

2. “Luz da emocao” (Fig. 5);

3. Associado com atividades nao laborativas, nao produtivas, de lazer, estar e religiosas.

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Sistemas de Iluminacao

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Iluminacao Geral:Distribuicao aprox.

regular das luminarias pelo teto;

Iluminacao horizontal de um certo nivel médio;

Uniformidade

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Iluminacao Geral:Vantagens:

Maior flexibilidade – layout;

Desvantagens:Nao atende à

necessidades especificas de locais que exigem maiores niveis de iluminância;

Em alguns casos geram ofuscamento (pela visao direta da fonte de luz).

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Iluminacao localizada:Concentra-se a

luminaria em locais de principal interesse (areas restritas de trabalho).

Asseguram iluminacao geral suficiente para eliminar fortes contrastes,

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Iluminacao localizada:Vantagens:

Maior economia de energia;

Posicionamento (evitam ofuscamento, sombras indesejaveis e reflexoes veladoras);

Consideram necessidades individuais.

Desvantagens:Dificuldade para futura

mudanca de layoutNormalmente exigem

complementacao via sistema geral.

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Iluminacao de tarefa:Luminarias proximas

de tarefa visual e do plano de trabalho;

Iluminam uma area muito pequena.

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Iluminacao de tarefa:Vantagens:

Maior economia de energia;

Maior controle dos efeitos luminotécnicos;

Desvantagens:Deve ser

complementada por outro tipo de iluminacao;

Menor flexibilidade para alteracao da disposicao dos planos de trabalho.

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Radiacao Solar e Luz

Uma fonte de radiacao emite ondas eletromagnéticas com diferentes comprimentos de onda. A radiacao solar tem tres espectros principais desta radiacao: o infravermelho - responsavel pela sensacao de calor - o espectro visivel, ou luz, e o ultravioleta – responsavel pelo efeito higienico da radiacao (pois mata bactérias e fungos), pela despigmentacao de alguns tipos de tecidos, pelo bronzeamento da pele, etc

Nov.2012


Se perguntarmos para um leigo no assunto, como uma crianca, por exemplo, sobre o que mais atrai a sua atencao em um filme de animacao da Disney ou Dreamworks, ela certamente respondera que sao as cores.

Na verdade, o que torna as cores atraentes em um filme qualquer é a iluminacao utilizada nas cenas. Nao importa se o filme é uma animacao como Madagascar ou um épico de aventura como Indiana Jones, a iluminacao é a chave para o expectador ser atraido para dentro da fantasia proposta no filme.

Mas se meu objetivo é obter cores atraentes, por que devo me preocupar com a iluminacao? Nao basta simplesmente usar cores bonitas?

A resposta para esta pergunta infelizmente é nao.

O Fenômeno das Cores

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As cores nao sao nada mais que um fenômeno optico provocado pela acao dos feixes de luz sobre as células da retina que por sua vez é capaz de processar 3 frequências de luz que correspondem respectivamente ao Vermelho, ao Verde e ao Azul. Em outras palavras, nossos olhos funcionam pelo “sistema aditivo”, também conhecido como RGB.

Neste processo, o nosso cérebro pinta dinamicamente a cena que estamos vendo com base nas frequencias presentes nos feixes de luz recebidos pela retina.

A variacao dos feixes de luz é provocado pela pigmentacao encontrada nos objetos (como tinta por exemplo ) que filtram a luz e devolvem para a retina as frequencias da cor. Este processo de filtragem é o “sistema subtrativo”, também conhecido como CMY.

O Fenômeno das Cores (2)

Nov.2012


Neste processo, os feixes de luz, possuindo uma “frequencia pura” sao filtrados pelos mais diversos pigmentos e massas presentes nos objetos da cena que estamos vendo e em seguida devolvidos para nossa retina filtrados em frequencias diferentes. A retina, por sua vez, envia para o cérebro as coordenadas corretas para que possa ser efetuada a coloracao da cena.

Estas frequencias de luz sao chamadas de “temperatura da luz” ou “temperatura das cores”.

Para entender melhor a necessidade de uma boa iluminacao precisamos conhecer um pouco sobre a “temperatura das cores”, que é um conceito largamente utilizado pelas empresas cinematograficas.

O Fenômeno das Cores (2)

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Sensibilidade do Olho Humano

O olho humano possui diferentes sensibilidades para a luz. Durante o dia, nossa maior percepcao se da para o comprimento de onda de 550 nm, correspondente às cores amarelo- esverdeadas. Ja durante a noite, para o de 510 nm, correspondente às cores verdes azuladas.

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Luz e Cores

Da mesma forma que surgem diferencas na visualizacao das cores ao longo do dia (diferencas da luz do sol ao meio-dia e no crepusculo), as fontes de luz artificiais também apresentam diferentes resultados.

As lâmpadas incandescentes, por exemplo, tendem a reproduzir com maior fidelidade as cores vermelha e amarela do que as cores verde e azul, aparentando ter uma luz mais “quente”.

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Temperatura da Luz

O homem bacana da foto chama-se William Thomson. Ele foi um fisico-matematico britânico que viveu no século XIX e é considerado o lider das ciencias fisicas do seu tempo.

Suas facanhas foram tao importantes que ele foi elevado a Barao em 1892, passando a ser conhecido mundialmente como Barão Kelvin.

Entre as contribuicoes de Thomson, a mais importante é a que nos interessa. Ele desenvolveu a escala Kelvin que serve para medir a temperatura absoluta da luz (onde o Zero Absoluto, ou Zero Kelvin é definido como 0 K, que equivale a -273,15 graus Celsius). O “Kelvin”, ou “K” é uma “unidade de medida” e sendo assim nao utiliza os prefixos “grau” ou “graus”.

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Temperatura da Luz (2)

Tudo o que é aquecido produz energia e com base nisso, Thomson descobriu que ao aquecer um objeto qualquer até atingir a medida de 973,3 K ( equivalente a 700 graus Celsius ) a energia produzida comeca a emitir uma luz vermelha escura.

A frequencia desta luz vai variando de cor conforme a intensidade da energia, formando uma matiz de cores que definem a temperatura da luz.

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Temperatura da Luz (3)

A frequencia desta luz vai variando de cor conforme a intensidade da energia, formando uma matiz de cores que definem a temperatura da luz.

Essas variacoes sao chamadas de “espectro visivel da luz”, ou simplesmente de “cores espectrais da luz”.

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Impacto da Escala Kevin

Tipos diferentes de luz podem mudar totalmente a coloracao da cena, criando ambientes diferenciados.

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Impacto da Escala Kevin (2)

A temperatura das cores tem importância fundamental tanto na criacao de ilustracoes como na animacao.

Nov.2012


Usando a escala Kelvin para medir a temperatura da luz em ambientes reais, encontraremos diferencas bruscas de temperatura na comparacao entre ambientes interiores (dentro de casa) e exteriores. Isso acontece por diversos fatores como rebatimentos de luz, reflexos, efeitos atmosféricos, etc.

Como uma solucao para este inconveniente, usamos a média de variacao para chegar a um resultado mais preciso.

Por exemplo, os ambientes exteriores em um dia comum variam entre 4500 K e 6200 K, sendo assim, usamos a média desta variacao que seria 5600 K.

Também os ambientes interiores com luz incandescente, variam entre 2800 K e 3400 K, sendo a média de 3200 K. Com luz fluorescente, os interiores podem variar entre 4000 K e 7000 K, sendo a média de 4300 K.

Impacto da Escala Kevin (3)

Nov.2012


Impacto da Escala Kevin (3) Usando a escala Kelvin para medir a

temperatura da luz em ambientes reais, encontraremos diferencas bruscas de temperatura na comparacao entre ambientes interiores (dentro de casa) e exteriores. Isso acontece por diversos fatores como rebatimentos de luz, reflexos, efeitos atmosféricos, etc.

Como uma solucao para este inconveniente, usamos a média de variacao para chegar a um resultado mais preciso.

Por exemplo, os ambientes exteriores em um dia comum variam entre 4500 K e 6200 K, sendo assim, usamos a média desta variacao que seria 5600 K.Também os ambientes interiores com luz incandescente, variam entre 2800 K e 3400 K, sendo a média de 3200 K. Com luz fluorescente, os interiores podem variar entre 4000 K e 7000 K, sendo a média de 4300 K.

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Exemplos Reais de Temperatura

Temperatura = 1.200K (fogo). Nov.2012



Temperatura = 1.400K (vela). Nov.2012



Temperatura = 1.700K (vela). Nov.2012



Temperatura = 1.800K (vela - violino). Nov.2012



Temperatura = 2.700K (lâmpada incandescente 40W). Nov.2012



Temperatura = 3.000 K (lâmpada incandescente). Nov.2012



Temperatura = 4.000 K (lâmpada branca quente). Nov.2012



Temperatura = 4.700 K (lâmpada branca fria). Nov.2012



Temperatura = 6.000 K (lâmpada base de Mercurio). Nov.2012



Temperatura = 6.500 K (lâmpada “Luz do Dia”). Nov.2012



Temperatura = 9.000 K (céu aberto). Nov.2012



Temperatura = 12.000 K (céu aberto). Nov.2012



Temperatura = 25.000 K (céu aberto, polo norte). Nov.2012


Índice IRCA cor de um objeto é

determinada pela reflexao de parte do espectro de luz que incide sobre ele. Isso significa que uma boa Reproducao de Cor esta diretamente ligada à qualidade da luz incidente, ou seja, à distribuicao equilibrada das ondas constituintes do seu espectro.

Reproducao de Cor

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Tonalidade da Cor

Nov.2012


Tonalidade da Cor

Do ponto de vista psicologico, quando dizemos que um sistema de iluminacao apresenta luz “quente” nao significa que a luz apresenta uma maior temperatura de cor, mas sim que a luz apresenta uma tonalidade mais amarelada. Um exemplo deste tipo de iluminacao é a utilizada em salas de estar, quartos ou locais onde se deseja tornar um ambiente mais aconchegante.

Da mesma forma, quanto mais alta for a temperatura de cor, mais “fria” sera a luz (figs. 44 e 45). Um exemplo deste tipo de iluminacao é a utilizada em escritorios, cozinhas ou locais em que se deseja estimular ou realizar alguma atividade laborativa.

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Tom da Cor x Luminância

Um dos requisitos para o conforto visual é a utilizacao da iluminacao para dar ao ambiente o aspecto desejado. Sensacoes de aconchego ou estimulo podem ser provocadas quando se combinam a Tonalidade de Cor correta da fonte de luz ao nivel de Iluminância pretendido

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Tom da Cor x Luminância

Estudos subjetivos afirmam que para Iluminâncias mais elevadas sao requeridas lâmpadas de temperatura de cor mais elevada também. Chegou- se a esta conclusao baseando-se na propria natureza, que ao reduzir a luminosidade (crepusculo), reduz também sua temperatura de cor.

A ilusao de que a tonalidade de cor mais clara ilumina mais, leva ao equivoco de que, com as “lâmpadas frias”, precisa- se de menos luz.

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a) Levantamento das atividades do local, de suas dimensoes fisicas, de seu layout, dos materiais utilizados e das caracteristicas da rede elétrica no local (dados iniciais do projeto);

b) Determinacao dos objetivos da iluminacao e dos efeitos que se pretende alcancar em funcao da(s) atividade(s) a ser(em) exercida(s) no ambiente (definidos principalmente em funcao dos sistemas de iluminacao a serem adotados);

c) Escolha das lâmpadas (em funcao de todos os demais itens desta relacao);

d) Escolha das luminarias (em funcao de todos os demais itens desta relacao);

e) Analise dos Fatores de Influencia na Qualidade da Iluminacao (relacionados, principalmente, à definicao dos niveis de iluminância, das relacoes de luminância–contrastes, do IRC e da Temperatura de Cor);

Etapas Projeto Luminotécnico

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f) Calculo da iluminacao geral (Método das Eficiencias);

g) Calculo de controle;h) Distribuicao da luminaria; i) Definicao dos pontos de iluminacao;j) Calculo de iluminacao dirigida;k) Avaliacao do consumo energético;l) Avaliacao de custos; m)Calculo de rentabilidade.

Etapas Projeto Luminotécnico

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Os principais aplicativos na area de luminotécnica sao:

1 • RADIANCE : http://radsite.lbl.gov/radiance 2 • AGi32: http://www.agi32.com3 • LUMEN DESIGN: http://www.lighting-technologies.com 4 • ECOTECT: http://www.squ1.com 5 • RELUX: http://www.relux.biz 6 • DIALUX: http://www.dial.de7 • SOFTLUX: http://www.itaim.ind.br

Obs: os 4 primeiros sao pagos. Os 3 ultimos gratuitos.

Software

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Iluminacao para diversos acabamentos e funcoes

Nov.2012

Prof. Fernando Passold 47 Nov.2012


FimNov.2012

Ref:- OSRAM (Apostila);- HAFELE;- PHILIPS;- TARGETTI

luminotecnica: parte 1) fator conforto e outras definições

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