Iluminao: Conceitos e Projetos

Iluminao: Conceitos e ProjetosA histria da OSRAM est intimamente ligada histria da humanidade, suas relaes e descobertas quanto iluminao, pois sempre teve como meta o novo... o futuro. Isso s foi e possvel porque a OSRAM tem paixo por iluminao inteligente e busca ver o mundo em uma nova luz. Por isso, fornece esse bem, de forma responsvel, para a populao de mais de 159 pases em todos os continentes. Em 1910, a empresa criou as lmpadas incandescentes com filamentos de tungstnio, mas, desde ento, os investimentos em pesquisa resultaram em novas tecnologias como luzes que transportam dados e vozes a qualquer lugar no planeta, curam bebs, eliminam cicatrizes, purificam o ar e a gua, alm dos LEDs (diodo emissor de luz). No Brasil, a OSRAM est presente desde 1922 e sempre contribuiu para o desenvolvimento scio-econmico do pas. Em 1955, iniciou a fabricao nacional de lmpadas no municpio de Osasco, na rea metropolitana de So Paulo. Hoje, a OSRAM se caracteriza como a empresa mais especializada do mundo na rea de iluminao. Tem uma vasta quantidade de patentes, trabalhos cientficos e prmios internacionais que garantem um portflio com cerca de cinco mil tipos de lmpadas. Ao mesmo tempo, sua atuao reflete um engajamento incondicional na preservao do meio ambiente e na qualidade de vida das pessoas em todo o mundo.

ApresentaoA OSRAM tem o prazer de colocar disposio o Curso de Iluminao: Conceitos e Projetos. Seu objetivo ser um guia til, principalmente para aqueles que se iniciam na rea da iluminao artificial. De maneira clara e bem estruturada, este curso apresenta os principais conceitos luminotcnicos para que o leitor possa se posicionar de maneira mais segura diante de todas as etapas que compem o projeto e sua execuo. No incio, nos referiremos tambm luz natural, porque certos conceitos no so privilgio exclusivo da artificial. Alm disso, lembramos a necessidade premente de trabalhar cada vez mais o projeto luminotcnico como um todo luz natural e artificial, levando o melhor conforto, funcionalidade e economia s edificaes.

ndiceCaptulo 01 Conforto luminoso Captulo 02 Os objetivos da iluminao Captulo 03 Os sistemas de iluminao Captulo 04 Conceitos bsicos: grandezas fotomtricas 4.1 A radiao solar e a luz 4.2 Luz e Cores 4.3 Potncia Total Instalada 4.3.1 Densidade de Potncia 4.3.2 Densidade de Potncia Relativa 4.4 Fluxo Luminoso 4.5 Eficincia Energtica 4.5.1 Eficincia de lmpada 4.5.2 Eficincia de luminria 4.5.3 Fator do Recinto 4.5.4 Fator de Depreciao (ou de Manuteno) 4.6 Nvel de Iluminncia 4.6.1 Nvel Adequado de Iluminncia 4.7 Intensidade Luminosa 4.7.1 Curva de distribuio luminosa 4.8 Luminncia 4.9 ndice de reproduo de cores 4.9.1 Espectro de Radiao Visvel 4.10 Temperatura de cor 4.11 Fator de fluxo luminoso 4.12 Vida til, vida mdia e vida mediana 06 10 10 15 15 16 17 17 18 19 19 19 20 20 22 23 24 24 24 25 27 28 28 32 32

Captulo 05 Critrios de desempenho do ponto de vista do projeto de iluminao Captulo 06 Modelos de avaliao em iluminao 6.1 Mtodo de Clculo de Iluminao Geral: Mtodo das Eficincias 6.2 Mtodo de clculo para iluminao localizada: Mtodo ponto a ponto 6.3 Avaliao de custos 6.3.1 Custos de Investimento 6.3.2 Custos Operacionais 6.3.3 Clculo de Rentabilidade 6.4 Softwares Captulo 07 Exemplos de aplicao 7.1 Exemplo 1 - Clculo de iluminao geral 7.2 Exemplo 2 - Mtodo ponto a ponto 7.3 Exemplo 3 - Mtodo ponto a ponto 7.4 Exemplo 4 - Clculo de iluminao dirigida Abertura do facho de luz com refletor Captulo 08 Anexos Anexo 1 - Equipamentos auxiliares utilizados em iluminao Anexo 2 - Nveis de Iluminncia Recomendveis para Interiores Anexo 3 - Coeficiente de Reflexo de alguns materiais e cores Anexo 4 - Planilha de clculo - Mtodo dos fluxos Bibliografia Referncia bibliogrfica

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01 | IlumInAo: ConCeItos e Projetos

1. Conforto luminoso O que todos ns queremos - arquitetos, engenheiros, decoradores de interiores, empresas fornecedoras de tecnologia, produtos e servios e, principalmente, o usurio final - que nossos ambientes tenham o melhor conforto luminoso, a melhor qualidade e o menor custo possvel. Esta equao, que parece simples, depen-

de de muitas variveis. Para que possamos entend-la de maneira mais clara e objetiva, comearemos por discutir primeiramente o que conforto luminoso. O primeiro nvel para avaliarmos o que o conforto luminoso refere-se resposta fisiolgica do usurio. Um determinado ambiente provido de luz natural e/ou artificial, produz estmulos ambientais, ou seja, um certo

Meio Ambiente (clima) Objetivos, fsicos e quantificveis

Qtde. de luz: Lux Nvel de rudo: dB(A) Temperatura do ar: C Umidade relativa: % Ventos: m/s

Estmulos

Sensaes 1 Nvel de conforto Resposta fisiolgica aos estmulos ambientais

Figura 1 O conceito de conforto: resposta fisiolgica a estmulos ambientais

resultado em termos de quantidade, qualidade da luz e sua distribuio, contrastes etc. O mesmo raciocnio serve para as outras reas do conforto ambiental 1 . Para a rea de acstica, teremos um certo nvel de barulho (rudo de fundo medido pelo seu nvel de intensidade sonora em dB(A)), as freqncias desse rudo, sua distribuio e propagao etc. Para a rea de conforto trmico, teremos a temperatura do ar, a umidade relativa, a ventilao no ambiente, uma certa quantidade de insolao etc. Todos esses estmulos ambientais so fsicos, objetivos e quantificveis. O usurio sentir todas estas variveis fsicas do espao por meio de seus sentidos visual, auditivo e termo-metablico e a elas responde-

r, num primeiro momento, atravs de sensaes. Neste momento pertinente, ento, nos perguntarmos como podemos definir conforto, e, particularmente, o conforto visual. Quanto menor for o esforo de adaptao do indivduo, maior ser sua sensao de conforto (g. 1).

Mas o que seria este esforo de adaptao? Do ponto de vista fisiolgico, para desenvolvermos determinadas atividades visuais, nosso olho necessita de condies especficas e que dependem muito das atividades que o usurio realiza. Por exemplo: para ler e escrever, ne-

1 O conforto ambiental uma rea de formao tcnica denida pelo MEC na estrutura curricular prossional de arquitetos e

urbanistas. composta de quatro sub-reas: conforto trmico, iluminao (natural e articial), acstica e ergonomia.

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01 | IlumInAo: ConCeItos e ProjetosObjetivos, fsicos, quantificveis Estmulos Subjetivas e dificilmente quantificveis Sensaes / emoes Avaliao que depende no s da resposta fsica mas: Da experncia anterior Da personalidade Do estado de nimo Da faixa etria Da relao de gnero De aspctos culturais e estticos

Qtde. de luz: Lux Nvel de rudo: dB(A) Temperatura do ar: C Umidade relativa: % Ventos: m/sFigura 2 O conceito de conforto: sensaes e emoes subjetivas

cessria uma certa quantidade de luz no plano de trabalho 2 ; para desenhar ou desenvolver atividades visuais de maior acuidade visual (atividades mais finas e com maior quantidade de detalhes), necessita-se de mais luz 3 . Mas quantidade de luz no o nico requisito necessrio. Para essas atividades, a boa distribuio de luz no ambiente e a ausncia de contrastes excessivos (como a incidncia direta do sol no plano de trabalho e reflexos indesejveis) tambm so fatores essenciais. Quanto melhores forem as condies propiciadas pelo ambiente, menor ser o esforo fsico que o olho ter de fazer para se adaptar s condies ambientais e desenvolver bem a atividade em questo. o enfoque fisiolgico da definio de conforto ambiental. Mas ser que, para desenvolvermos

uma determinada atividade, conforto pode e deve ser equacionado somente por esta vertente fisiolgica de maior ou menor esforo? No. Hopkinson diz: Aquilo que vemos depende no somente da qualidade fsica da luz ou da cor presente, mas tambm do estado de nossos olhos na hora da viso e da quantidade de experincia visual da qual temos de lanar mo para nos ajudar em nosso julgamento... Aquilo que vemos depende no s da imagem que focada na retina, mas da mente que a interpreta 4 . Ou seja, no possvel fazer uma distino marcante entre experincia sensorial e emocional, uma vez que a segunda certamente depende da primeira e ambas so elos inseparveis. Qualquer fato visual ter sua repercusso, depois de interpretado, no significado psico-emo-

2 A norma 5413, da ABNT, estipula como mnimo 300 lux e mximo 750 lux. 3 A mesma norma estipula 1.000 lux para desenho, por exemplo. 4 HOPKINSON, R.G. & KAY, L.D. The light of building, ed. Faber and Faber Ltd, London, 1969.

Figura 3 - Conforto como sensaes a partir de estmulos fsicos

cional que o homem lhe d. Esta resposta sensorial do indivduo ao seu meio ambiente tem, portanto, um componente subjetivo importante. No processo de atribuir significado a um determinado estmulo ambiental, o homem lana mo de uma srie de fatores: sua experincia pessoal, sua personalidade, aspectos culturais, a relao de gnero e idade, entre outros fatores. Este carter subjetivo da definio de conforto ambiental, seja ele luminoso, trmico ou acstico, muito importante e, em algumas situaes de projeto, como veremos mais adiante, vital. Quando pedimos para 100 pessoas definirem o que entendem por conforto, 99 o definiro com uma palavra subjetiva. Diro: uma sensao de bem estar, sentir-se bem num ambiente, no se sentir incomodado, ter a satisfao plena dos sentidos, estar em harmonia com o ambiente, um ambiente aconche-

gante, agradvel etc. Mas, quando perguntamos para estas mesmas pessoas se elas esto se sentindo bem ou no em um determinado ambiente, sob determinadas condies ambientais, a totalidade delas faz automaticamente uma relao direta com os estmulos fsicos, objetivos deste ambiente, mensurando-os. Diro sim ou no dependendo se a temperatura est alta ou baixa, se tem muito ou pouco barulho, muita

Conforto , portanto, a interpretao de estmulos objetivos, fsicos e facilmente quanticveis, por meio de respostas siolgicas (sensaes) e de emoes, com carter subjetivo e de difcil avaliao (Figs. 2 e 3).

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02 | oBjetIvos dA IlumInAo

Figura 4 Iluminao para atividade laborativa - escritrio

Figura 5 Iluminao para atividade no laborativa - residncia

ou pouca luz, se est abafado ou bem ventilado etc. As duas sub-reas do conforto ambiental que tm maior grau de subjetividade so a ILUMINAO e a acstica, respectivamente. 2. Os objetivos da iluminao Para a Iluminao, tanto natural quanto artificial, a funo o primeiro e mais importante parmetro para a definio de um projeto. Ela ir determinar o tipo de luz que o ambiente precisa. O primeiro objetivo da iluminao a obteno de boas condies de viso associadas visibilidade, segurana e orientao dentro de um determinado ambiente. Este objetivo est intimamente associado s atividades laborativas e produtivas escritrio, escolas, bibliotecas, bancos, indstrias etc. a luz da razo. (fig. 4) O segundo objetivo da iluminao a utiliestaremos mais prximos de um caso ou de outro.

zao da luz como principal instrumento de ambientao do espao na criao de efeitos especiais com a prpria luz ou no destaque de objetos e superfcies ou do prprio espao. Este objetivo est intimamente associado s atividades no laborativas, no produtivas, de lazer, estar e religiosas residncias, restaurantes, museus e galerias, igrejas etc. a luz da emoo5. (fig. 5) 3. Os sistemas de iluminao Muitos profissionais cometem um erro primrio num projeto luminotcnico, partindo inicialmente da definio de lmpadas e/ou luminrias. O primeiro passo de um projeto luminotcnico definir-se o(s) sistema(s) de iluminao, respondendo basicamente a trs perguntas: 1. Como a luz dever ser distribuda pelo ambiente? 2. Como a luminria ir distribuir a luz?

5 Algumas atividades esto, por essncia, numa situao intermediria, como por exemplo as comerciais. Dependendo do tipo de loja,

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Figura 6 - Iluminao Geral

Figura 7 - Exemplo de iluminao geral - Supermercado

3. Qual a ambientao que queremos dar, com a luz, a este espao ? Pelas questes acima, vemos que, qualquer que seja o sistema adotado, ele dever sempre ser escolhido de uma forma intimamente ligada funo a ser exercida no local novamente, as laborativas e no laborativas. Para se responder a primeira pergunta, classificamos os sistemas de acordo com a forma que as luminrias so distribudas pelo ambiente e com os efeitos produzidos no plano de trabalho. Esta classificao tambm conhecida como Sistema Principal. Nela, os sistemas de iluminao proporcionam:

Vantagens: uma maior flexibilidade na disposio interna do ambiente layout. Desvantagens: no atende s necessidades especficas de locais que requerem nveis de iluminncia6 mais elevados, grande consumo de energia, e em algumas situaes muito especficas, podem desfavorecer o controle do ofuscamento7 pela viso direta da fonte. Este o sistema que se emprega mais correntemente em grandes escritrios, oficinas, salas de aula, fbricas, supermercados, grandes magazines etc.

b) Iluminao localizada: concentrase a luminria em locais de principal interesse. Exemplo: este tipo de iluminao til para reas restritas de trabalho em fbrica. (figs. 8 e 9) a) Iluminao geral: distribuio aproxi- As luminrias devem ser instaladas sufimadamente regular das luminrias pelo te- cientemente altas para cobrir as superto; iluminao horizontal de um certo nvel fcies adjacentes, possibilitando altos mdio; uniformidade. (figs. 6 e 7) nveis de iluminncia sobre o plano de6 Vide item 4.6 7 Vide item 4.8

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03 | sIstemAs de IlumInAo

Figura 8 - Iluminao localizada

Figura 9 - Exemplo de iluminao localizada

Figura 10 Iluminao de tarefa

Figura 11 - Exemplo de iluminao de tarefa

trabalho8, ao mesmo tempo em que asseguram uma iluminao geral suficiente para eliminar fortes contrastes. Vantagens: maior economia de energia, e podem ser posicionadas de tal forma a evitar ofuscamentos, sombras indesejveis e reflexes veladoras, alm de considerar as necessidades individuais. Desvantagens: em caso de mudana de layout, as luminrias devem serde iluminao (1.000-2000 lux).

reposicionadas. Para atividades laborativas, necessitam de complementao atravs do sistema geral de controle de uniformidade de luz do local. Para outras situaes, no necessariamente. c) Iluminao de tarefa: luminrias perto da tarefa visual e do plano de trabalho iluminando uma rea muito

8 Tanto para a iluminao localizada como para a de tarefa, que muitas vezes destinam-se a proporcionar altos nveis

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