metodo abnt iluminacao natural 1
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Iluminação Natural:
Método de Cálculo ABNT
Norberto MouraNorberto Moura
Disciplina AUT 262Disciplina AUT 262
Profs. Anésia Barros Frota; Paulo SergioProfs. Anésia Barros Frota; Paulo Sergio ScarazzatoScarazzato Aula 1/2 Aula 1/2
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Introdução
• Fotometria• Distribuição da Luz: especular e difusa• Superfícies Equivalentes
• Princípio do Ângulo Sólido Projetado• ABNT: NBR 15215-3 (Parte 3)
http://www.labeee.ufsc.br/conforto/index.html=>iluminação
ABNT: Iluminação Natural
NBR15215-1Iluminação natural - Parte 1: Conceitosbásicos e definições
30/03/2005Emvigor R$23,00
NBR15215-2Iluminação natural - Parte 2 - Procedimentosde cálculo para a estimativa dadisponibilidade de luz natural
30/03/2005Emvigor
R$62,40
NBR15215-3Iluminação natural - Parte 3 - Procedimentode cálculo para a determinação dailuminação natural em ambientes internos
30/03/2005Emvigor
R$84,00
NBR15215-4Iluminação natural - Parte 4 - Verificaçãoexperimental das condições de iluminaçãointerna de edificações - Método de medição
30/03/2005Emvigor
R$50,40
Total: R$ 219,80
Universidade Federal de Santa Catarina com o financiamento da Financiadora deestudos e Projetos - FINEP.
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Fotometria
A Fotometria é a parte da Física Aplicadaque (fundada por Lambert em 1760) tratada intensidade das luzes emitidas pelas
fontes e considera os efeitos deiluminação que elas produzem sobre oscorpos. (PRADO, 1961. p. 27A).
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Fotometria
Grandezas, Unidades e Relações Fotométricas
– Intensidade Luminosa
– Fluxo Luminoso – Iluminância – Luminância – Contraste – Potência – Eficiência Energética – Índice de Reprodução de Cor
– Temperatura de Cor
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Fotometria
Ângulo Plano X Ângulo Sólido
• Ângulo Plano: radiano – Comprimento do Arco / Raio
• Ângulo Sólido: esferorradiano – Área da Superfície Esférica / Raio ao Quadrado – Símbolo: ω
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Fotometria
Intensidade Luminosa
Vetor de Luz irradiado em uma direção• Símbolo: I• Unidade: candela (cd)
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Fotometria
Fluxo Luminoso e Iluminância
Fluxo Luminoso:
• Diversos Vetores de Luz (I)formando um Ângulo Sólido (ω) – Símbolo: Φ – Unidade: lúmen (lm)
Iluminância:• Fluxo Luminoso incidente em
um plano
(Luz que chega no plano) – Símbolo: E – Unidade: lux (lx)
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Fotometria
Intensidade Luminosa, Fluxo Luminoso eIluminância: Relações
Intensidade Luminosa (cd):
Fluxo Luminoso (lm):
Iluminância (lx):
2 d
I E =
ω
Φ= I
ω
) m( S
)lm( E
2
Φ=
θ cos E E 1 2 =
Lei do Inverso do Quadrado da Distância
Lei do Co-seno ou Lei de Lambert
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Fotometria
Luminância A Luminância de uma superfície numa determinada direçãoé a relação entre a Intensidade Luminosa naquela direçãoe sua Superfície Aparente. (Luz que sai do plano)
– Símbolo: L – Unidade: candela / metro quadrado (cd/m²)
θ
θ
cosS
I
Sap
I L =
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Fotometria
Intensidade Luminosa, Fluxo Luminoso,Iluminância e Luminância: Modelo Esférico
ω
Φ= I
ω
) m( S
)lm( E
2
Φ=
Sap
I L θ=
Intensidade Luminosa (cd):
Fluxo Luminoso (lm):
Iluminância (lx):
Luminância (cd/m²)
² m / cd 1
Lπ
=Moura, N.C.S. (2005)
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Distribuição da Luz
Distribuição Especular e Difusa
θθ
cos I = I 0
Difusor Perfeito
θθ
cosS=S 0
= constante L
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Distribuição da Luz
Difusor Perfeito
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Superfícies Equivalentes
Superfícies Luminosas no mesmo Ângulo Sólido
2
11
X
LS E =
2
2 2
Y LS E =
2
3 3
Z
L cosS E
α=
2 D
I
E = )ianoesferorrad Y S
X S 2
2 21 (ω
21 E E =
ωα
= 2
2
2
1
2
3
Y
S
X
S
Z
cosS
Difusor Perfeito (todas as superfícies)Luminância = L
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Superfícies Equivalentes
Princípio do Ângulo Sólido ProjetadoQualquer superfície luminosa (Difusor Perfeito) dentro do mesmoângulo sólido produz a mesma Iluminância (E) no vértice desteângulo se as superfícies tiverem a mesma Luminância (L)
Hemisfério de Raio Unitário A iluminância no centrodo hemisfério é igual àárea projetada na base dohemisfério (da parcela decéu visível pelo ponto)
multiplicada pelaLuminância do céu
A divisão da áreaprojetada na base do
hemisfério (da parcela decéu visível pelo ponto) por
π é a Componente Celeste(Fator de Configuração)
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Superfície Fonte de Luz
Fatores que interferem na Iluminação do ponto
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Método ABNT
Construção dos Diagramas
Diagrama para Luminância Uniforme no Hemisfério
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Método ABNT
Tipos de Céu
% nuvens
– Céu Uniforme – Céu Encoberto 0,8 a 1,0
– Céu Parcialmente Encoberto 0,4 a 0,7 – Céu Claro 0,0 a 0,3
Céu Encoberto Céu Parcialmente Encoberto Céu Claro
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Método ABNT
Construção dos Diagramas
DCRL C. Encoberto DCRL C. Claro (h 15°) DCRL C. Claro (h 30°)
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Método ABNT
Procedimento de Cálculo• CIN: Contribuição de Iluminação Natural
– CC: Componente do Céu – CRE: Componente de Reflexão Externa
– CRI: Componente de Reflexão Interna – K T: Transmissão do Vidro – K M: Fator de Manutenção – K C: Fator de Caixilho
OBS: CIN = FLD (Fator de Luz Diurna)
CC CRE CRI
(%)100 E
ECIN K K K )CRI CRECC ( CIN
Hext
PC M T =
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Método ABNT
Cálculo da Componente Celeste para Céu Claro
a. Determinar os pontos no ambiente;b. Máscara de obstrução em cada ponto;
c. Marcar orientação da abertura;d. Escolher data e horário;e. Determinar a posição solar (azimute e altura);f. Selecionar o Diagrama adequado (altura solar);
g. Posicionar Máscara e Diagrama de acordo com aposição solar;h. Somar os valores na região delimitada pela abertura;
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Método ABNT
Cálculo da Componente Celeste para Céu Claro
a. Determinar os pontos no ambiente;
Orientação sala: SULLatitude: 27o 32’S
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Método ABNT
Cálculo da Componente Celeste para Céu Claro
b. Máscara de obstrução em cada ponto;
P3
P2
P1
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Método ABNT
Cálculo da Componente Celeste para Céu Claro
c. Marcar orientação da abertura;d. Escolher data e horário;e. Determinar a posição solar (azimute e altura);f. Selecionar o Diagrama adequado (altura solar);g. Posicionar Máscara e Diagrama de acordo com a posição solar;
89
10
11
13
16
18
21
22
7
7
7
7
7
7
7
7
7
227
7 21
18
16
13
11
10
987
7
7
7
7
7
7
681181822321867953 139
62
53
44
35
29
24
211817
1615
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
1516
17 18 2124
29
35
44
53
62
68
104
84
66
51
41
3327
242119
18
17
17
17
17
17
17
17
17
17
17
17
17
1819
21 2427
33
41
51
66
84
104
118
148
112
83
63
4939
3227232119
18
18
17
17
17
17
17
17
17
17
1818
1921 23 27
3239
49
63
83
112
148
182
166
120
8967
5241
3328242220
18
1717
16
16
16
16
16
16
17
17
1820
22 24 28 3341
5267
89
120
166
232
119
95
75
594738
32272321
191716
16
15
15
15
15
15
15
1616
1719
21 23 27 3238
4759
75
95
119
139
126
7955
44
40
40
44
55 79
126
186
665040
33
31
31
3340 50
66
79
43
5343
S
N
L
O
S
LO
N
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7
7
77 7
7
7
7
1515
1515 15 15
15
15
18
19
1818
1717 17 17 17
17
17
17
17171717
Método ABNT
Cálculo da Componente Celeste (Céu Claro)
h. Somar os valores na região delimitadapela abertura;
Ponto: P2
DCRL %
7 0,1 0,77 0,8 5,6
7 0,8 5,6
7 0,8 5,6
7 0,8 5,6
7 0,8 5,6
7 0,8 5,6
7 0,1 0,7
15 0,1 1,5
15 1 1515 1 15
15 1 15
15 1 15
15 1 15
15 1 15
15 0,1 1,518 0,1 1,8
17 1 1717 1 17
17 1 17
17 1 17
17 1 17
17 1 17
17 0,1 1,7
19 0,05 0,95
18 0,6 10,8
18 0,7 12,617 0,8 13,6
17 0,8 13,6
17 0,7 11,9
17 0,6 10,2
17 0,05 0,85
Total (%) 3,08
LATERAL
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Método ABNT
Exercício
– Traçar a máscara de obstruçãopelos três pontos (Lateral eZenital).
– Determinar a posição do Sol às
8:00h no solstício de inverno(8:00h SI) e às 11:00h nosolstício de verão (11:00 SV)para a Latitude 24° Sul.
– Calcular a Componente Celeste
para Céu Encoberto e CéuClaro pelo Método ABNT(8:00h SI e 11:00 SV))separando Lateral e Zenital.(ver obs.)
– Analisar os Resultados.
OBS: Escolher apenas um tipo de céu
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Método ABNTa. Traçado de Máscaras e Orientação da Abertura
Exercício 1 8:00h Solstício Inverno
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Método ABNT
Exercício 1
b. Posição Solar (Azimute e Altura)
8:00h Solstício Inverno
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Método ABNT
Exercício 1
b. Posição Solar (Azimute e Altura)
8:00h Solstício Inverno
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Método ABNT
Exercício 1
b. Posição Solar (Azimute e Altura)
8:00h Solstício Inverno
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Método ABNT
Exercício 1
c. Sobrepor Máscara
8:00h Solstício Inverno
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Método ABNT
Exercício 1
d. Sobrepor Diagrama
8:00h Solstício Inverno
Cé C S C C CC
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Método ABNT
Exercício 1
e. Somatório dos Valores dentro da Abertura
8:00h Solstício Inverno
Céu Claro (8hSI) Componente Celeste (CC)
LATERAL Zenital
Ponto: P1 Ponto: P1DCRL % DCRL %
20 0,7 14 16 0,4 6,4
22 0,9 19,8 16 1 16
26 0,8 20,8 17 1 17
31 0,5 15,5 17 1 17
40 0,5 20 17 1 17
24 0,5 12 18 0,5 9
77 0,5 38,5 37 0,5 18,5
115 0,5 57,5 38 1 38
176 0,6 105,6 42 1 42
276 0,7 193,2 24 0,8 19,2
276 0,8 220,8 24 1 24
176 0,5 88 25 1 25
24 0,7 16,8 27 1 2726 1 26 31 0,9 27,9
30 1 30 35 0,8 28
37 1 37 28 1 28
47 1 47 28 1 28
63 1 63 31 1 31
87 1 87 31 1 31
124 1 124 25 0,6 15
178 1 178 27 0,9 24,3
236 1 236 31 1 31
236 1 236 35 1 35
178 0,6 106,8 39 1 3926 0,5 13 39 0,8 31,2
30 0,95 28,5 35 0,7 24,5
36 1 36 51 0,9 45,9
45 1 45 66 1 66
58 1 58 81 0,5 40,5
77 1 77 23 0,4 9,2
101 1 101 26 1 26
130 1 130 30 1 30
152 0,9 136,8 34 1 34
152 0,6 91,2 40 1 40
130 0,2 26 45 0,2 932 0,2 6,4 0
39 0,3 11,7 0
47 0,5 23,5 0
58 0,5 29 0
71 0,3 21,3 0
83 0,2 16,6 0
0 0
CC1 Total (%) 28,44 Total (%) 9,51
C I E C i i I t ti l d É l i D li ht P bli ti º 16 (E
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Bibliografia
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• HOPKINSON, R.G.; PETHERBRIDGE,P.; LONGMORE,J. Iluminação Natural.
Lisboa, Fundação Calouste Gulbenkian. 2.ª ed.. 1975. 776 p.• IESNA, Iluminating Engineering Society of North America Recommended Pratice
of Daylighting. IES RP-5. New York , IESNA. 1999. 40 p.
• IESNA-ILUMINATING ENGINEERING SOCIETY OF NORTH AMERICA. Lighting Handbook Reference & Application . 9.ed. New York: IESNA, 2000. cap.1, cap.2,
cap.3, cap.8, cap.9.• KOENIGSBERGER, O. H.; et alli. Viviendas y Edificios en Zonas Cálidas y
Tropicales . Madrid, Paraninfo. 1977. p.151 - 177.
• MOON, P. The Scientific Basis of Illuminating Engineering. New York: McGraw-Hill, 1936. p.255-9; 396-413.
• MURDOCH, J. B. Illumination Engineering. New York: Macmillam Publishing,1985. p. 367-90.
• SOUZA, R. V. G. Iluminação Natural em Edificações: cálculo de iluminâncias internas - desenvolvimento de ferramenta simplificada . Dissertação. ( Mestradoem Engenharia Civil) - Engenharia Civil, Universidade Federal de Santa Catarina.
Florianópolis, 1997. 153 f.• VIANNA, Nelson Solano; et alli. Iluminação e Arquitetura. São Paulo, Virtus.
2001. 362 p.