princípios básicos da iluminação

Philips Lighting Academy

As bases da luz e da iluminao

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Partilhamos conhecimento para edificar o seu negcioEste livro publicado pela Philips Lighting Academy: uma organizao dedicada a partilhar o conhecimento e ferramentas para o ajudar a encontrar solues de venda inovadoras. Para tal, oferecemos-lhe uma gama de cursos de formao. Todos eles exploram formas de aumentar a produtividade dos colaboradores ao mesmo tempo que reduz o Custo Total de Propriedade (TCO - Total Cost of Ownership) de uma instalao luminotcnica. O titulo deste livro As bases da luz e da iluminao. Este tambm o titulo e assunto principal do primeiro mdulo do curso Professional. Outros cursos exploram novas normas de iluminao, questes ambientais e produtos de poupana de energia. Todos os cursos foram projectados para o ajudar a explicar aos seus clientes as razes pelas quais uma instalao luminotcnica inovadora, os ir beneficiar e quanto dinheiro iro poupar a longo prazo. Para edificar o seu negcio Disponibilizamos-lhe estes cursos para o ajudar a edificar o seu negcio. Com o conhecimento e qualificaes necessrias para vender solues de iluminao de alta qualidade, vai obter maior rentabilidade. Os custos iniciais para os seus clientes podem ser ligeiramente superiores, mas em meses, iro poupar dinheiro atravs do aumento da eficincia energtica e prolongado tempo de vida da instalao. Todos ganham: voc obtem maior rentabilidade e os seus clientes ganham em iluminao optimizada e baixos custos a longo prazo. Desejamos-lhe sucesso.


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Contedos 6 8 10 12 14 20 28 30 32 36 44 46 48 52 O que boa iluminao? Parte A: Luz 1. O que a luz? 2. Comportamentos 3. Cor 4. Fontes 5. Fotometrias Parte B: Iluminao 1.Viso 2. Qualidade de iluminao 3. Sistemas de iluminao 4. Luminrias 5. Iluminao e o ambiente Acerca da Philips


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O que boa iluminao?

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A iluminao desempenha uma funo vital na qualidade das nossas vidas dirias. Nos escritrios, estabelecimentos de vendas, uma boa iluminao permite satisfao aos empregados, boa performance, conforto e segurana. Nas lojas, galerias e espaos pblicos, cria ambientes e ajuda a acentuar o ambiente arquitectnico. Enquanto que em casa, no s ilumina as tarefas como constri uma atmosfera confortvel e aconchegante onde d prazer viver. A questo do que efectivamente uma boa iluminao algo que vem continuamente ocupando os designers de iluminao. Requisitos bsicos como o nvel de iluminao, o contraste, a distribuio de luz e a restituio cromtica so aspectos a ter em considerao para cada situao em geral e para as actividades que esto a ter lugar naquele espao em particular. Mas uma boa iluminao ultrapassa a eficincia e a funcionalidade. Tambm deve tornar os espaos interiores em que vivemos, trabalhamos ou simplesmente estamos, agradveis: frios ou quentes, profissionais ou de convvio, alegres ou solenes, ou qualquer combinao entre estes. Ultimamente, mais e mais valor atribuido influncia emocional da iluminao como um importante factor de concretizao de espaos, afectando o humor, bem estar e sade. E no deve ser esquecido o aspecto dos custos. Infelizmente, as instalaes de iluminao esto entre os ltimos items a ser considerados quando se est a elaborar um oramento para um projecto, com o resultado de que muitas vezes so escolhidas alternativas mais baratas somente para manter o total de despesas dentro dos limites financeiros.

O resultado pode ser inferior ao adequado: condies de iluminao pouco optimizadas e decrescente produtividade e motivao dos empregados, levando a um acrscimo de erros e falhas ou, pior ainda, acidentes. Um investimento inicial numa instalao de iluminao propcia normalmente recupera-se no s atravs de retorno de investimento, como tambm menores custos de explorao totais durante o seu tempo de vida. Claramente, uma boa iluminao no se faz sozinha. Necessita da avaliao de vrios factores e circunstncias que diferem de projecto para projecto. Mas, como parte de um projecto totalmente novo ou renovao de um esquema, para os melhores resultados, necessria uma planificao e design em cooperao com especialistas da rea da iluminao. Uma boa iluminao , ao mesmo tempo, uma cincia e uma arte que combina conhecimentos de fsica, engenharia, design, fisiologia e psicologia.

Theo van Deursen Presidente e Administrador executivo da Philips Iluminao


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As bases da luz

Parte A: Luz

As bases da luz

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1. O que a luz?A luz uma forma de energia que se manifesta atravs de radiao electromagntica e est directamente interligada com outras formas de radiao electromagntica tais como ondas de rdio, radar, micro-ondas, infravermelhos, ultravioletas e raios-x.

Os arco-iris revelam as cores constituintes da luz do dia

Rdio receptores captam ondas electromagnticas com comprimentos de onda entre 3cm e 6m

Comprimento de onda e cor A nica diferena entre as diversas formas de radiao o seu comprimento. Radiao com um comprimento de onda entre 380 e 780 nanometros* forma a parte visvel do espectro electromagntico, e , portanto, referida como luz. O olho interpreta os diferentes comprimentos de onda dentro desta gama de cores passando do vermelho, pelo laranja, verde, azul ao violeta quando o comprimento de onda reduz. Para aqum do vermelho radiao infravermelha, que invisvel ao olho mas detectada atravs do calor. Os comprimentos de onda para alm do violeta, fim do espectro de luz visvel, so de radiao ultravioleta, que embora sendo tambm invisvel ao olho humano, a exposio a esta pode provocar danos na viso e na pele (como numa queimadura solar). A luz branca uma mistura de comprimentos de onda visveis, como demonstrado, por exemplo, por um prisma que distribui a luz branca pelas suas cores constituintes.

* Um nanometro um milsimo de um milimetro 10 As bases da luz

Espectro electromagntico106 105 104 103

750

AM radio FM radio Televiso Radar Micro ondas Radiao infravermelha

102 10 1 10-1 10-2 10-3 10-4 10-5 10-6

700

650

600

Radiao visivel

-7 Radiao ultravioleta 10

10-8

Raios X

10-9 10-10 10-11

550

Raios Gamma

10-12 10-13 10-14 10-15

500

Raios Csmicos

450

10-16 10-17 10-18

400

metros m

nanometros nm

A dupla natureza da luz Descrever a luz como uma onda electromagntica apenas uma forma de ver a radiao explicando algumas das suas propriedades, como a refraco e reflexo. Outras propriedades no entanto podem apenas ser esclarecidas luz da teoria quntica. Esta descreve a luz em termos de partculas de energia indivisveis, conhecidas como fotes ou quantuns, que se comportam como partculas. A teoria quntica explica propriedades como efeitos fotoelctricos.

As bases da luz

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2. ComportamentosReflexo Quando a luz atinge uma superfcie, trs possibilidades esto em aberto: ou reflectida, absorvida ou transmitida. Muitas vezes a combinao de dois e at dos trs efeitos ocorrem em simultneo. A quantidade de luz reflectida depende do tipo de superfcie, ngulo de incidncia e da composio do espectro da luz. A reflexo varia de uma pequena percentagem nas superficies escuras como o veludo preto, at 90% para superficies claras como tinta branca. A forma como a luz reflectida tambm depende da textura da superfcie. Superfcies speras difundem a luz, reflectindo-a em todas as direces. Em contraste, superfcies macias como a superfcie das guas paradas ou vidro polido, reflectem a luz incidente directa, fazendo com que a superfcie actue como um espelho. Um raio de luz a atingir uma superfcie espelhada num ngulo perpendicular ser reflectido para trs no mesmo ngulo do outro lado da perpendicular. Esta a bem conhecida lei da reflexo dada por ngulo de incidncia = ngulo de reflexo Superfcies espelhadas so muito boas para dirigir os raios de luz para onde pretendermos. Reflectores espelhados curvos so largamente utilizados para focalizar a luz, dispersando-a ou criando raios perpendiculares ou paralelos, e todos geridos pela lei da reflexo. Absoro Se a superfcie do material no for totalmente reflexiva ou se o material no for um perfeito transmissor, parte da luz ser absorvida. Ela desaparece e basicamente transformada em calor. A percentagem de luz absorvida por uma superfcie depende do ngulo de incidncia e do comprimento de onda. A madeira opaca luz visvel. Alguns materiais so opacos a algumas frequncias de luz, mas transparentes a outras. O vidro opaco radiao ultravioleta abaixo de um certo comprimento de onda, mas transparente luz visvel. Transmisso Materiais transparentes transmitem alguma da luz que atinge a sua superficie, e a percentagem de luz que transmitida conhecida como transmitncia. Materiais de alta transmitncia tais como gua lmpida ou vidro transmitem quase toda a luz que no reflectida. Materiais com baixa transmitncia tal como o papel, transmitem apenas uma pequena parte desta luz.

i

r

i

r

ngulo de incidncia = ngulo de reflexo

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As bases da luz

As cores existentes na cauda dos paves so causadas pela interferncia da luz e no por pigmentao

Refraco Se um raio de luz passa de um meio para outro de diferente densidade ptica (e num ngulo que no o perpendicular superficie entre os dois meios), o raio ser quebrado. Este comportamento chamado de refraco e causado pela mudana de velocidade da luz quando esta passa entre meios transparentes de densidades pticas diferentes. Interferncia A onda natural de luz tambm leva a uma interessante propriedade de interferncia. Um exemplo familiar disto quando est uma fina camada de leo na superficie de uma piscina. Por vezes o leo vai aparentar uma paleta de cores ou arco-iris, quando iluminado pela luz. O que

se est a passar que as diferentes partes do filme de leo causam diferentes comprimentos de onda na luz branca para interferir e produzir diferentes comprimentos de onda (cores).Vrias cores so geradas, dependendo da grossura do filme onde a interferncia ocorre. Exemplos semelhantes de interferncia so encontrados quando observamos as bolas de sabo ou a superficie de um cd.

As bases da luz

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3. CorA cor a forma atravs da qual distinguimos os diferentes comprimentos de onda de luz. O assunto da luz muito complicado, uma vez que envolve tanto as caractersticas do espectro de luz em si, o espectro de reflectncia da superficie iluminada, bem como a percepo do observador. A cor de uma fonte de luz depende da composio espectral da luz emitida por esta. A cor aparente de uma superficie reflectora, por outro lado, determinada por duas caractersticas: a composio espectral da luz pela qual iluminada, e as caractersticas de reflectncia espectral da superfcie. Uma superfcie colorida colorida porque reflecte comprimentos de onda selectivamente. A reflectncia espectral da tinta vermelha, por exemplo, mostra que reflecte uma grande percentagem de comprimentos de onda vermelhos e poucos ou nenhuns dos azuis do fim do espectro. Mas um objecto pintado de vermelho apenas pode aparentar ser vermelho se a luz que nele incidir contiver radiao vermelha suficiente, para que esta possa ser reflectida. Mais ainda, esse objecto apresentar-se- escuro quando iluminado por uma fonte de luz que no contenha radiao vermelha. Misturar luz de diferentes cores Quando feixes de luz colorida so misturados, o resultado ser sempre mais brilhante que as cores individualmente, e se as cores certas forem misturadas nas intensidades correctas, o resultado ser luz branca. Tal conhecido como mistura aditiva de cor. As trs cores base da luz so o vermelho, verde e azul-violeta. Estas so chamadas as cores primrias e a mistura aditiva14 As bases da luz

destas cores ir produzir todas as outras cores de luz, incluindo o branco. Portanto: vermelho + verde = amarelo encarnado + azul-violeta = mangenta verde + azul-violeta = cyan vermelho + verde + azul-violeta = branco

As cores amarelo, mangenta e cyan so chamadas secundrias umas vez que resultam de combinaes das cores primrias. Uma televiso a cores um exemplo de mistura aditiva de cores em que a luz emitida dos fsforos vermelho, verde e azul-violeta no ecr da televiso combina-se para produzir todas as cores visveis e o branco.

A mistura de cores subtractiva A mistura de cores subtractiva ocorre por exemplo, quando as tintas so misturadas numa palete. Tal tem sempre um resultado mais escuro que as cores iniciais e se as cores certas forem misturadas nas propores correctas, o resultado ser o preto. A mistura de cores subtractiva de qualquer das cores de luz primrias vai sempre produzir o preto mas a mistura de cores subtractiva das cores de luz secundrias pode produzir outras cores visveis. Portanto: amarelo + mangenta = vermelho amarelo + cyan = verde mangenta + cyan = azul-violeta Mas o: amarelo + mangenta + cyan = preto

Um exemplo de mistura subtractiva de cor o caso das impressoras que utilizam as cores secundrias amarelo, mangenta e cyan ( e o preto ) para produzir toda a gama de cores impressas. Assim, as impressoras chamam cores primrias ao amarelo, mangenta e azul cyan.

Diagrama cromtico CIE A representao grfica da gama de cores

y

1.0

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

1.0

visveis pelo olho humano dada pelo diagrama cromtico CIE*. As cores saturadas vermelho, verde e violeta esto situadas nos cantos do tringulo com cores espectrais intermdias entre elas. Quanto mais nos aproximarmos do centro do tringulo, mais as cores vo ficando claras e diludas. No centro do tringulo onde todas as cores se encontram fica o branco. Os valores correspondentes s cores esto situadas ao longo do eixo do x e y. Assim, cada cor de luz pode ser definida pelos seus valores em x e y, que so chamados pontos de cor ou coordenadas cromticas. Tambm representado neste tringulo est o Corpo Negro Radiante, representado por uma linha curva. Este indica os pontos de cor da radiao emitida por um corpo negro nas

0.9520

0.9

0.8510

530

0.8540

0.7

550

0.7

560

0.6570 500

0.6

0.54.000K 5.000K 6.000K 7.000K 10.000K 20.000K490

3.000K

580

0.5

2.000K

590

0.4

0.4600 610 620 630 640 650 660

0.3

0.3

0.2

0.2

480

0.1470

0.1

0

0

0.1

460 450 440 430

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0 0.8

k

vrias temperaturas de cor (K). Por exemplo, o ponto de cor a 1000K equivale luz vermelha nos 610nm.As bases da luz 15

* CIE = Comisso Internacional de Iluminao

Restituio cromtica Apesar das fontes de luz poderem ter a mesma aparncia de cor, tal no significa necessariamente que as superficies coloridas tenham a mesma aparncia quando expostas a estas. Duas luzes que aparentam o mesmo branco, podem ser o resultado de diferentes misturas de comprimentos de onda. E desde que a superficie possa no reflectir os comprimentos de onda com a mesma extenso constituinte, a sua aparncia de cor mudar quando exposta a uma ou outra luz. Um pedao de tecido vermelho parecer de um vermelho verdadeiro quando iluminado por luz branca produzida por um espectro contnuo, mas numa mistura de aparncia igualmente branca de luz amarela e azul, vai parecer castanho acinzentado. Por causa da ausncia de comprimentos de onda vermelhos, no h vermelho no pano para reflectir para que o olho repare. A restituio cromtica um dos aspectos mais importantes na iluminao artificial. Em algumas situaes as cores devem ser representadas to naturalmente quanto possvel como com as condies da luz do dia, no entanto noutros casos a luz deve evidenciar cores individuais ou

criar uma ambincia especfica. No entanto, h diversas situaes de iluminao onde no tanto uma fiel e natural restituio cromtica que interessa mais, mas onde o nvel de iluminao e eficcia so da maior importncia. Portanto, restituio cromtica um critrio de grande importncia quando seleccionamos fontes de luz para solues de aplicao de iluminao. Para classificar fontes de luz do ponto de vista das propriedades de restituio cromtica, o chamado ndice de Restituio Cromtica (IRC tambm conhecido como Ra) foi introduzido.A escala de Ra vai de 50-100: Ra = 90 - 100 Excelentes propriedades de restituio cromtica Ra = 80 - 90 Boas propriedades de restituio cromtica Ra = 60 - 80 Moderadas propriedades de restituio cromtica Ra < 60 Pobres propriedades de restituio cromtica

Metamerismo Metamerismo a propriedade que permite mesma superficie colorida, sob fontes de luz diferentes, apresentar diferentes aparncias de cor. Tal acontece como resultado de diferenas na interaco entre as propriedades reflectivas da superficie e a composio do espectro de luz. Um fabricante de tinta, por exemplo, pode misturar uma tonalidade particular de castanho de uma determinada forma. Outro fabricante, na tentativa de igualar esta mesma cor, chega ao que parece a mesma cor utilizando uma diferente formula. Estas duas cores de tinta, apesar de aparentemente iguais debaixo de uma fonte de luz, sero diferentes debaixo de outra, devido diferena no espectro de luz utilizado. O metamerismo pode ser minimizado utilizando produtos com a mesma tinta ou vindos do mesmo fabricante. Muitos fabricantes limitam o nmero de pigmentos usados na formulao das cores para reduzir o efeito de metamerismo.

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As bases da luz

Estas 2 figuras ilustram os principios da restituio cromtica. Na figura acima est uma lmpada, emitindo luz de todas as cores, iluminando um cavalinho de baloio. A luz reflectida do cavalinho entra no olho do observador, formando no crebro a imagem que se v no canto superior direito. Na figura abaixo a luz que chega ao cavalinho de baloio no tem radiao vermelha. Isto significa que nenhuma luz vermelha vai ser reflectida das partes vermelhas do cavalinho, aparentando estes elementos uma cor escura ao observador como pode ser comprovado pela imagem no canto superior direito. Ambas as imagens demonstram a importncia do espectro de uma fonte de luz quando percepcionamos as cores dos objectos.

Incandescente/halogneo

Sdio de baixa presso

Iodetos metlicos

As bases da luz

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Temperatura de cor Apesar da luz branca ser uma mistura de cores, nem todos os brancos so iguais uma vez que dependem das suas cores constituintes. Portanto um branco com uma maior proporo de vermelho vai parecer mais quente e um branco com uma maior proporo de azul vai parecer mais fresco. Para conseguir classificar os diferentes tipos de luz branca, o conceito de temperatura de cor aplicado e descrito como a impresso de cor que um corpo negro perfeito irradia a certas temperaturas. Quando um corpo negro perfeito aquecido temperatura de 1000K a sua cor aparente ser vermelho, a 2000-3000K vai parecer amarelo esbranquiado, a 4000K branco neutro e a 5000-7000K branco fresco. Por outras palavras: quanto mais alta a temperatura de cor mais fresca a impresso que a luz branca nos transmite. A temperatura de cor um aspecto importante em aplicaes de iluminao a escolha da temperatura de cor determinada pelos seguintes factores:

Ambiente: branco quente cria ambientes aconchegantes, convidativos; branco neutro e fresco cria um ambiente de trabalho. Clima: habitantes de regies geogrficas mais frescas tendem a preferir uma iluminao mais quente, enquanto que os habitantes de reas tropicais preferem, em geral uma iluminao mais fresca. Nvel de iluminao necessria: Intuitivamente temos a luz do dia como referncia natural. A iluminao quente associamos ao fim do dia, a um nvel reduzido de iluminao. Luz branca fresca a luz do dia sensvelmente ao meio do dia. Isto quer dizer que em iluminao de interiores, baixos nveis de iluminao devem ser conseguidos com luz branca quente. Quando um nvel muito elevado de iluminao necessrio, tal deve ser conseguido com uma luz branca neutra ou fresca. Esquema de cores num interior: cores como vermelho e laranja so mostradas como vantagem com luz branca quente. Cores frescas como azul e verde ficam de certo modo mais saturadas sob uma luz branca fresca.

Exemplos de diferentes temperaturas de cor Tipos de luz Velas Lmpadas de filamentos Tungstnio Lmpadas fluorescentes Sdio de alta presso Iodetos metlicos Mercrio de alta presso Luz da Lua Luz do Dia Luz do Dia (sol e cu limpo) Overcast sky Temperatura de cor (K) 1900 2500 2700 3200 2700 6500 2000 2500 3000 5600 3400 4000 4100 5000 - 5800 5800 - 6500 6000 - 6900

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As bases da luz

Espectro contnuo e descontnuo Um espectro de luz em que todos os comprimentos de onda esto presentes designado por espectro contnuo Passa do vermelho pelo laranja, amarelo, verde, azul e violeta. A luz branca, no entanto, pode ser tambm atingida por dois ou mais comprimentos de onda seleccionados estando os outros comprimentos de onda completamente ausentes. Por exemplo, ao misturar vermelho, verde e azul, ou meramente azul e amarelo. As fontes de luz com comprimentos de onda selccionados tm o chamado espectro descontnuo, como as lmpadas de descarga de gs.

Meio dia: aprox. 6000K

Pr-do-sol: aprox. 2000K

As bases da luz

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4. FontesO desenvolvimento da energia elctrica h mais de um sculo revolucionou a iluminao artificial. Foi ento que o gs foi substitudo como a maior fonte de iluminao artificial pela iluminao electrica. Desde essa altura, a histria da luz elctrica tem sofrido os maiores desenvolvimentos e inovaes. Quando as lmpadas incandescentes apareceram pela primeira vez no fim do sculo XIX, a sua eficcia* era somente de 3 lm/W, e foi aperfeioada at aos 14 lm/W de hoje. Nos anos 30 e 40 do sculo XX, o aparecimento da iluminao de descarga de gs e fluorescente trouxe eficcia volta dos 30 a 35 lm/W. Este foi um enorme melhoramento desde a lmpada incandescente e mesmo hoje, a lmpada fluorescente ainda uma das mais eficientes fontes de luz branca disponveis com eficcia at aos 100 lm/W. Uma inovao mais recente a iluminao atravs da emisso de diodos (LEDs). Lmpadas incandescentes Como segunda fonte de iluminao mais antiga a lmpada incandescente uma corrente elctrica passa atravs de um cabo de alta resistncia, actualmente de tungstnio, para aquecer at incandescncia. Para prevenir oxidao do cabo ou filamento como actualmente conhecido, contido num bolbo de vidro com vcuo ou contendo um gs inerte ( habitualmente uma mistura de nitrognio e argon) Ao longo do tempo, a evaporao dos tomos de tungstnio do filamento escurece a ampola e torna o filamento mais estreito at que eventualmente parte no seu ponto mais estreito, terminando o tempo de vida da lmpada.Composio espectral da lmpada de halogneo200

Potncia espectral - W/5nm/lumen

150

100

50

0 400 500

Comprimento de onda nm

600

700

Exemplos de lmpadas incandescentes e de halogneo20 As bases da luz

* Eficcia de uma fonte de luz = fluxo luminoso total de uma fonte de luz por cada watt de potncia dispendido pela fonte (Lumen por watt, lm/W)

Lmpada incandescente de halogneo Vrias tcnicas tm vindo a ser desenvolvidas na tentativa de eliminar a evaporao do filamento, prolongando assim a vida da lmpada incandescente, sendo que a de maior sucesso foi a lmpada com filamento de tungstnio-halogneo. O enchimento da lmpada incandescente contm halogneo e tomos de tungstnio que se vo evaporando do filamento aquecido. Uma vez que a cpsula de vidro est muito perto do filamento, a temperature interior ronda os 250oC que previne a condensao do composto. Em vez de se depositar no interior do vidro, o composto de tungstnio-halogneo circula at regressar ao filamento. No filamento h uma diviso do composto, de forma a que o tungstnio se deposita neste, devido temperatura de 2800-3000oC, libertando os tomos de halogneo para recomear o ciclo regenerativo. Devido ao tamanho relativamente reduzido e inflexivel parede de quartzo, as lmpadas de halogneo podem trabalhar em segurana a altas presses, reduzindo ainda mais a evaporao do tungstnio. Ao permitir altas temperaturas aumenta a eficcia luminosa da lmpada at 45% em comparao com incandescentes normais.

Iluminao de descarga de gs Numa lmpada de descarga de gs, uma corrente elctrica passa entre dois electrodos nos extremos opostos de um tubo de vidro selado. Colises entre eletres e os tomos de gs excitam os tomos de gs at nveis superiores de energia. Estes tomos excitados posteriormente regressam ao seu estado natural de energia, e libertam a energia correspondente em forma de radiao. Lmpadas de baixa presso de sdio Numa lmpada de baixa presso de sdio, radiao visvel produzida directamente pela descarga do sdio. Ela emite a maioria da energia na parte visvel do espectro em comprimentos de onda de 589 e 589.6nm (o caracterstico amarelo da luz de sdio). Quando acendem, as lmpadas de sdio geram inicialmente uma cor vermelha. Tal causado pelo neon que tambm est presente no depsito de gs que serve para iniciar o processo de descarga. Estas lmpadas devem ter um isolamento de calor muito eficiente, pois produzem-no em grande quantidade. A eficcia da lmpada muito boa.Exemplos de lmpadas de sdio de baixa presso

Composio espectral da lmpada de sdio de baixa presso*2400

Potncia espectral W/5nm/lumen

1800

1200

*SOX600

0 400 500

Comprimento de onda - nm

600

700

As bases da luz

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Composio espectral das lmpadas de sdio de alta presso*200


*SDW-T 100W150

100

50

0 400 500


600

700

Exemplos de lmpadas de sdio de alta presso

Lmpadas de sdio de alta presso Lmpadas de sdio de alta presso funcionam a uma presso de gs muito elevada, resultando em maiores interaces inter-tomos do que com as lmpadas de baixa presso, levando a um alargamento do padro de radiao emitida. A lmpada branca SON (SDW-T) uma lmpada de sdio de muito alta presso. A caracterstica radiao amarela completamente absorvida, deixando uma luz branca muito quente, com uma forte restituo de cores vermelhas. Lmpadas fluorescentes As lmpadas fluorescentes (compactas) so basicamente lmpadas de descarga de gs de mercrio de baixa presso, em que a superfcie interior do tubo de descarga est revestido com uma mistura de compostos fluorescentes chamados fsforos, que convertem a radiao ultravioleta invisvel emitida pela descarga de mercrio em radiao visvel. Com a imensidade de fsforos existentes, as lmpadas esto disponveis numa vasta gama de cores e restituio cromtica, sendo utilizadas na iluminao em geral.22 As bases da luz

Composio espectral de lmpadas fluorescentes*400


300

200

*TLD840100

0 400 500 600

Comprimento de onda

700

Exemplos de lmpadas fluorescentes

Exemplos de lmpadas fluorescentes compactas

Revestimento de fsforo As lmpadas fluorescentes so lmpadas de baixa presso de descarga de gs mercrio com a superficie interior revestida de fforos. Quando radiao ultravioleta gerada pela descarga de mercrio dentro da lmpada atinge o fsforo, os electres nos tomos de fsforo sobem para um nvel superior de energia. Os electres subsequentemente voltam ao seu nvel normal, emitindo radiao com maiores comprimentos de onda, dentro da gama visvel. O mais importante factor determinante das caractersticas da luz de uma lmpada fluorescente o tipo e mistura dos fsforos utilizados. Tal, determina a temperatura de cor, a restituio cromtica e a eficcia luminosa da lmpada. Alguns fsforos mostram uma banda de emisso que cobrem quase todo o espectro visvel, produzindo luz branca quando utilizado sozinho. Frequentemente, no entanto, uma combinao de fsforos com caractersticas de cor complementares so utilizadas. Desta forma ou uma combinao de boas caractersticas de cor com uma eficcia luminosa muito alta pode ser obtida, ou mesmo caractersticas excelentes de cor se bem que custa da eficcia luminosa.

As bases da luz

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Composio espectral das lmpadas de mercrio de alta presso*600


500 400 300 200 100

*HPL-Comfort 125W

0 400 500

Exemplos de lmpadas de mercrio de alta presso


600

700

Composio espectral das lmpadas de iodetos metlicos*200


150

*HPI-T 400W100

50

0 400 500

Exemplos de lmpadas de iodetos metlicos


600

700

Lmpadas de alta presso de mercrio As lmpadas de alta presso de mercrio contm vapor de mercrio confinado num tubo de descarga de quartzo, que opera a uma presso de entre 200 e 1500 kPa, em que a presso do processo de descarga emite uma larga proporo da sua energia na parte visvel do espectro (em contraste com a lmpada de baixa presso de mercrio que emite predominantemente radiao ultravioleta invisvel). O tubo de descarga, que emite uma luz branca azulada, acomodado dentro de outro tubo de vidro. A superfcie interior deste outro tubo pode ser revestida24 As bases da luz

com p fluorescente que emite maioritariamente vermelho para melhorar a restituio cromtica, aumentando cerca de 10% do fluxo luminoso.

Composio espectral das lmpadas de iodetos metlicos em cermica*200


150

*CDM 942 70W100

50

0 400 500

Exemplos de lmpadas de iodetos metlicos em cermica

Comprimentos de onda nm

600

700

Lmpadas de iodetos metlicos Estas lmpadas tm vindo a ser desenvolvidas a partir das lmpadas de alta presso de mercrio, adicionando outros metais na forma de sal de iodetos descarga. Como cada metal possui os seus padres de caracteristicas de radiao, o resultado uma melhoria de eficcia e qualidade de cor.

Lmpadas cermicas de iodetos metlicos Um desenvolvimento mais recente a lmpada de iodetos metlicos em cermica que contm um tubo de descarga feito de um material cermico em vez de quartzo. Aplicando a cermica, a lmpada pode ser operada uma maior temperatura de descarga, o que tambm permite uma ptima geometria do combustor. Ambas as inovaes resultaram numa melhoria substancial das caractersticas de cor.

As bases da luz

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Composio espectral dos LEDs200


150

100

50

0 400 500

Exemplos de iluminao no estado slido

Comprimentos de onda nm

600

700

Iluminao no estado slido A mais recente evoluo em iluminao a iluminao no estado slido baseada em tecnologia de emisso de diodos (LED). O princpio de gerao de luz semelhante ao que acontece nas lmpadas de descarga de gs, mas agora a descarga acontece num material no estado slido: electres em estado de mudana fazem com que os tomos se excitem fazendo com que voltem ao seu estado natural libertando a energia excedente em forma de radiao. A tecnologia LED j existe h alguns anos mas devido ao seu modesto fluxo luminoso e qualidade de luz monocromtica, poucas eram as suas aplicaes, sendo primariamente utilizada como sinalizao em paineis de controlo e iluminao de trnsito. Descobertas tecnolgicas recentes, no entanto, levaram a avanos significativos na performance, incluindo a gerao de luz branca que abriu um novo futuro para aplicaes em iluminao geral e especfica. As suas caractersticas so: longo tempo de vida, robustez, reduzido tamanho e pouca manuteno.

Gerao de luz branca atravs de LEDs Pela sua natureza, os LEDs, podem gerar apenas cores monocromticas. Portanto, para criar luz branca, duas ou mais cores so necessrias para serem combinadas. Uma soluo para iluminao branca em LEDs misturar chips semicondutores vermelhos, verdes e azuis num s LED, ou colocando o vermelho, o verde e o azul separados, mas no entanto muito prximos, provocando uma mistura ptica da radiao emitida. Uma aproximao mais comum, utilizar LEDs que emitam luz azul clara e cobri-los com revestimento de fsforo que converta uma parte da luz azul clara em luz amarela, criando juntas luz branca. Estes LEDs brancos tm temperaturas de cor de 4500 a 8000K. Aplicando mltiplos revestimentos de fsforo, a luz azul convertida em mais cores, que melhoram o ndice de restituio cromtica para um nvel >80 que de bom a excelente.

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As bases da luz

Overview of some typical lighting sourcesTipo de lmpada Fluxo luminoso Eficcia luminosa (lm/W) 5 27 100 203 50 130 35 60 60 105 50 85 Temperatur a de cor (K) 2700 3200 1700 2000, 2200, 2500 3400, 4000, 4200 2700, 3000, 4000, 6500 2700, 3000, 4000, 6500 10 80 40 60 60 95 80 Indice de restituio cromtica (Ra) 100 Potncia

(lm) Incandescente/ halogneo Sdio de baixa presso Sdio de alta presso Mercrio de alta presso Fluorescente Fluorescente compacta 60 48400 1800 32500 1300 90000 1700 59000 200 8000 200 12000

(W) 5 2000 18 180 35 1000 50 1000 5 - 80 5 165

Iodetos metlicos Iodetos metlicos em cermica Estado slido

5300 220000 1500 23000 10 170

75 140 68 95 Up to 50

3000, 4000, 5600 3000 4200 3000 8000

65 95 80 95 up to 90

70 2000 20, 35, 70,150, 250 0,1 (x)3W

lm/W

200

Sdio de baixa presso

150

Sdio de alta presso Iodetos metlicos

100

Fluorescentes

Fluorescentes compactas Mercrio de alta presso

50

Halogneo Incandescentes1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000

0

Desenvolvimento da eficcia luminosa desde 1970 Eficcia (lm/W) = Fluxo luminoso (lm) Potncia (W)

As bases da luz

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5. FotometriasH quatro unidades bsicas de fotometria que profissionais de iluminao utilizam para medir quantitativamente a luz: Fluxo luminoso Expressa o total de quantidade de luz a um segundo da fonte de luz. A unidade para o fluxo luminoso o lumen (lm)

Exemplos: 75W lmpada incandescente: 39W lmpada fluorescente: 250W lmpada de alta presso de sdio: 2000W lmpada de metal halide:

900 lm 3.500 lm 30.000 lm 200.000 lm

Intensidade luminosa Esta definida como o fluxo de luz emitido em determinada direco. A unidade da intensidade luminosa a candela (cd)

I

I

Exemplos: 5W lmpada de bicicleta sem reflector: 5W lmpada de bicicleta com reflector: 120W lmpada incandescente reflectora Farol:

2,5 cd 250 cd 10.000 cd 2.000.000 cd

Tcnica de medio do fluxo luminoso Em laboratrio, o fluxo habitualmente medido utilizando um instrumento conhecido como a Esfera de Ulbricht uma esfera oca pintada de branco mate no interior para tornar totalmente difusa a fonte de luz localizada no centro. A iluminncia em qualquer parte do interior da esfera proporcional ao fluxo luminoso, e por uma pequena janela na esfera que se mede a iluminncia. Cortesia:YFU

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As bases da luz

Iluminncia a quantidade de luz que atinge uma superficie ou rea. A unidade para a iluminncia o lumen/m2, ou lux (lx)

E

E

Exemplos: Vero, noite, cu limpo (equador): Num campo, debaixo de um cu estrelado: Luz artificial, num escritrio muito iluminado: Lua cheia, num noite clara:

100.000 lux 5.000 lux 800 lux 0,25 lux

Luminncia Descreve a emisso de luz que uma superficie emite numa direco especfica. A unidade da luminncia expressa em cd/m2 (superficie aparente).

L

L

Exemplos: Superficie do sol: Filamento de uma lmpada incandescente clara: Lmpada fluorescente: Superficie da estrada com iluminao artificial:

1.650.000.000 cd/m2 7.000.000 cd/m2 5000-15.000 cd/m2 0,5-2 cd/m2

Tcnica de medio de luminncias Vrios instrumentos conhecidos como fotometros visuais tm vindo a ser utilizados como medidores de iluminncias, envolvendo uma comparao entre as luminncias criadas por duas fontes de luz num ecr. Todos estes foram largamente substitudos pelo que conhecido como fotometro fsico, que utiliza tcnicas elctricas para medir a corrente elctrica ou voltagem gerada quando a luz cai sobre uma clula foto-sensvel (foto-emissiva, foto-voltaica, foto-condutora). Cortesia: OPAL

As bases da luz

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30

As bases da iluminao

Parte B: Iluminao


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O olho humano est preparado para responder a comprimentos de onda entre os 380 e os 780nm de espectro electromagntico. esta gama de comprimentos que sentimos como luz. Dentro desta estreita banda de ondas experimentamos todos os aspectos visveis do nosso mundo. A viso, um dos sentidos vitais que o homem possui e para compreender como o olho funciona e como o crebro responde aos estmulos visuais que recebe crucial compreender o impacto que a luz tem nas nossas vidas.

1. VisoO olho humano um orgo esfrico capaz de girar debaixo de controlo muscular dentro da cavidade do crnio. Grosseiramente funciona como uma cmara tradicional com uma lente que projecta uma imagem invertida de uma cena numa superficie sensvel luz. Esta superficie designada de retina, consiste em mais de centenas de milhes de nervos sensveis luz. Estes transmitem sinais ao crebro que os interpreta como informao visual. Para focar uma imagem na retina, as lentes do olho podem ser foradas a contrair-se sob controlo muscular, tornando-se mais convexas para aumentar a sua potncia. Isto conhecido como acomodao. Em frente lente est a iris, que tal como o diafragma de uma cmara, pode abrir ou fechar para regular a quantidade de luz que entra no olho atravs do buraco no centro da iris chamado pupila. A estrutura da retina: bastonetes, cones e clulas ganglionares sensitivas Os nervos sensiveis luz que constituem a retina so de dois tipos chamados bastes e cones. Os bastonetes so muito mais numerosos que os cones e esto uniformemente afastados na parte de trs do olho chamada fvea. Os bastonetes esto ligados ao crebro em grupos de cerca de 100 e so altamente sensveis luz e ao movimento. So, assim os bastes que tornam o olho sensvel, mas no so capazes de distinguir a cor.

Seco do olho humano

musculo ciliar iris cornea pupila cmara anterior lentes

sclera choroid retina fovea central (ponto amarelo)

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nervo optico

Os cones tambm esto distribudos na parte anterior do olho mas so muito mais densos na fvea. Diferentes dos bastonetes, os cones esto individualmente ligados ao crebro sendo assim, menos sensveis intensidade da luz. H trs tipos de cones, sensveis respectivamente radiao vermelha, verde e azul, que so responsveis por nos dar a percepo da cor. Pessoas que no tenham um grupo de cones, ou em que os cones no funcionem normalmente podem sofrer de cegueira parcial de cor. Se no existirem dois grupos de cones, so completamente incapazes de distinguir a cor, conseguindo apenas ver em tons de cinzento. Para alm de cones e bastes, a retina tambm contm clulas ganglionares sensveis luz. Estas influenciam o nosso relgio biolgico, o qual se regula diariamente em ritmos sazonais, atravs de uma srie de processos fisiolgicos, incluindo o sistema hormonal do corpo. A luz das primeiras horas do dia, em particular, sincroniza o relgio biolgico s 24 horas do ciclo de rotao da Terra. Sem luz, o relgio biolgico, prosseguiria durante um periodo de 24 horas e 15 minutos

por dia, levando a um desvio dia aps dia do tempo da Terra. Da resultaria num desconforto semelhante ao jetlag, consequente de viagens que passam por diversas fusos horrios. Adaptao A adaptao um mecanismo atravs do qual o olho muda a sua sensibilidade luz. Isto feito de trs formas: ajustamento da iris para alterar o tamanho da pupila, ajustamento da sensibilidade do nervo na retina e ajustamento da composio qumica dos pigmentos fotosensveis nos bastonetes e cones. A adaptao mudana do escuro para a luz leva menos de um minuto, mas a adaptao da luz para o escuro leva entre 10 a 30 minutos. Contraste O contraste expressa a diferena de luminncia em reas espaadas de uma cena. O contraste toma duas formas que normalmente ocorrem em simultneo: contraste de cor e contraste de luminncia.

Contraste de luminncias em tneis: a sada pode parecer mais clara do que na realidade devido escura rea circundante no campo de viso. Isto pode causar perigosas dificuldades de adaptao para os condutores. Por esta razo, sadas (e entradas) de tneis tm muitas vezes solues de iluminao especiais para prevenir transies abbruptas de contrastes.

Brilhos de farois dos carros podem levar a desconforto, tenso ocular, dores de cabea e at encandeamentos.


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Reduo da capacidade de acomodao com o aumento da idade

A capacidade do olho para detectar luminncia depende do estado de adaptao do olho, o qual comandado pela luminncia geral de um espao. Assim, por exemplo, uma superficie branca sobreposta a um fundo preto vai parecer mais clara, e um tunel no muito escuro vai parec-lo quando visto de fora num dia de sol. A causa destes efeitos de contraste apoia-se no facto do olho no se conseguir adaptar simultaneamente a diferentes luminncias. O brilho uma sensao produzida por nveis de luminncia superiores queles para os quais o olho est preparado. Tal, pode levar a desconforto e em casos extremos a dores de cabea. Cores contrastantes tm uma influncia mtua. O efeito geral que sob influncia de uma superficie com uma cor fortemente saturada, outras superficies iro aparentar a complementar dessa cor. Por exemplo, flores amarelas sobre um fundo azul, parecem mais vivas do que sobre um fundo cinzento. Uma superficie vermelha vai parecer mais saturada em contraste com uma superficie verde, efeito aproveitado pelos talhantes, ao exporem as suas carnes sobre folhas verdes de alface, para lhes dar uma aparncia fresca e viva. Os fenmenos do contraste da cor so de particular interesse para o decorador de interiores e designer de iluminao, uma vez que determina numa vasta extenso como as

cambiantes de cor realam ou destroem o efeito final pretendido. Defeitos de idade na viso A viso deteriora-se com a idade primeiro lentamente e depois mais rpidamente devido ao processo de envelhecimento dos tecidos que formam o conjunto da viso. Isto inclui falta de transparncia no lquido do olho, ou endurecimento e amarelecimento das lentes. O endurecimento das lentes resulta numa reduo da capacidade de acomodao reduzida, o que significa maior dificuldade na viso de objectos prximos, sendo necessria a utilizao de culos com lentes convexas, para correco. Em adio, o amarelecimento das lentes reduz a sensibilidade, aquidade visual e sensibilidade de contraste. A soma de todas estas condies afecta o olho a uma extenso que leva uma pessoa de 60 anos necessitar de 15 vezes mais luz para desempenhar determinada tarefa visual que uma pessoa de 10 anos, com o mesmo nvel de conforto e eficcia. O olho enganado O nosso crebro aprendeu a interpretar estmulos visuais, que os olhos recebem como uma representao do mundo nossa volta. O crebro tambm pode corrigir a imagem recebida. Como num pr de sol, com

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a sua distinta luz avermelhada o mundo percepcionado nas suas cores normais. Uma superfcie cinzenta sob um sol intenso pode ter maior luminncia do que uma superfcie branca sombra, mas o crebro no ter quaisquer problemas em distinguir entre as duas sombras,

uma vez que toma a impresso mais brilhante de toda a cena em conta. Por outro lado, exceptuando condies especiais, a imagem visual pode pregar partidas ao crebro, como as iluses pticas.

A A A A

B B B B

C C C C

D D D D

E E E E

F F F F

G G G G

H H H H

Exemplos de iluses opticas: A e B - iluses de tamanho, C e D iluses de paralelismo, E e F iluses de profundidade, G (espiral aparente) e H iluses de movimento, e I iluso de percepo de brilhos (pontos brancos aparentam conter pontos negros).I I I As bases da iluminao I35

2. Qualidade de iluminaoUma boa qualidade de iluminao um factor crucial para a concretizao de tarefas em casa e no trabalho. Tambm afecta profundamente o nosso humor (como confirmam estudos recentes), a nossa sade e bem estar. Incorpora uma combinao de diversos critrios como o nvel de iluminao, contraste de luminncia, brilho e distribuio espacial da luz, cor e restituio cromtica. a. Nvel de iluminao O nvel de iluminao deve ser sempre elevado o bastante para garantir performance visual suficiente para as tarefas em mo. Pesquisas demonstram que a melhoria dos nveis de iluminao de um nvel baixo ou moderado para um nvel alto aumenta a rapidez e exactido com que os objectos so detectados e reconhecidos. Num escritrio ou fbrica, a performance visual de uma pessoa depende da qualidade de iluminao e das capacidades de viso da pessoa. Aqui, a idade um critrio importante, uma vez que com a idade se perdem capacidades visuais como atrs foi dito, uma pessoa com 60 anos necessita de 15 vezes mais luz para desenvolver a mesma tarefa visual que uma pessoa de 10 anos. Em geral, a quantidade de luz necessria aumenta com a rapidez com que a informao visual apresentada e diminui com o tamanho dos objectos que esto a ser observados. Uma bola de tennis, por exemplo, mais pequena que uma de futebol e move-se mais depressa. Consequentemente, os nveis de iluminao necessrios para jogar bem so mais elevados no tnis que no futebol. E um processo de produo que envolva a deteco de detalhes de objectos pequenos necessita de maior iluminncia que um em que os requisitos visuais sejam menos exigentes. b. Contraste de luminncia O contraste de luminncia, ou distribuio de luminncia dentro do campo de viso, um critrio extremamente importante da qualidade de iluminao. Se os contrastes de luminncia so demasiado baixos, o resultado ser uma cena visual inerte e plana sem pontos de interesse. Contrastes demasiado elevados, distraem e trazem problemas de adaptao ao olho quando se muda de um alvo visual para outro. Contrastes bem equilibrados proporcionam uma cena visual harmoniosa, produzindo satisfao e conforto.

O squash requer altos nveis de iluminao

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Como regra geral em situaes interiores, podem ser tidos como satisfatrios os resultados de ndice de contraste de luminncia ( o ndice entre a luminncia maior e menor ) no campo de viso no devem ser maiores do que 3 e menores que 1/3. c. Restrio de brilho O brilho a sensao produzida pelos nveis de ofuscamento dentro do campo visual que sejam consideravelmente superiores ao que os olhos esto preparados. Tal, pode conduzir a uma performance visual reduzida e ao desconforto. Muito brilho pode levar a queixas como velamentos, dores nos olhos e cabea. portanto importante limitar o brilho para evitar erros, fadiga e acidentes. O grau de restrio de brilho depende bastante da qualidade ptica das luminrias utilizadas em combinao com o tipo de lmpada. Graas s suas dimenses mais largas, as lmpadas fluorescentes tm menos luminncias que lmpadas de descarga de alta intensidade, sendo mais fcil de evitar o brilho com estas lmpadas.

Para o xadrs, no so necessaries altos nveis de iluminao


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Contrastes de luminncias muito baixos causam ambientes enfadonhos

d. Distribuio espacial da luz Um importante critrio da qualidade de iluminao a forma como a luz espacialmente distribuida, uma vez que isso que determina o padro de iluminancias que dever ser criado. As recomendaes de iluminncia aplicveis iluminao interior podem ser implementadas de diversas formas. As fontes de luz podem ser espalhadas equidistantemente utilizando um sistema de iluminao geral difusa; pode ser concentrada em determinadas reas utilizando iluminao direccionada, ou pode ser distribuida pelo espao com pequenos apontamentos onde necessrio utilizando uma combinao dos dois sistemas mencionados. e. Cor e restituio cromtica Um objecto visto como colorido devido ao facto de reflectir parte da faixa de ondas da luz que incide nele. A forma como as cores nossa volta so restitudas depende da cor da composio da iluminao. Uma restituio cromtica apropriada importante quando os objectos devem ser vistos na sua cor de aparncia natural. De uma forma geral, a iluminao empregue nos interiores deve ser escolhida de forma a que os objectos familiares (comida, bebida, pessoas) paream agradveis e naturais. Uma escolha acertada da fonte de iluminao (restituio cromtica de pelo menos Ra 80), evita fcilmente este problema. Existem situaes em que a restituio cromtica tem pouca ou nenhuma importncia. A iluminao das estradas um exemplo, o propsito aqui distinguir os objectos na estrada, sendo que as superfcies coloridas tm pouca influncia nisso.

Demasiados contrastes de luminncias resultam em problemas de adaptao

Contrastes de luminncias equilibrados criam o ambiente certo

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Iluminao e economia A qualidade de iluminao em qualquer situao inevitvelmente relacionada ao factor econmico, uma vez que uma tentao nos projectos de novos escritrios e construes industriais, e mesmo em renovaes, deixar as consideraes sobre iluminao para ltimo plano. Tal, pode resultar na instalao de um sistema de iluminao mais barato para no ultrapassar os oramentos, resultando numa iluminao inferior, pessoal insatisfeito e produtividade reduzida. Pocurar uma soluo de iluminao de baixos custos pode ser falsa economia. Ao longo da vida de uma instalao tpica de iluminao, os custos da electricidade consumida vai ser muito superior ao custo da instalao e manuteno. Portanto, escolher um sistema de iluminao pensando smente nos custos da instalao, raramente o sistema mais econmico a longo prazo. Utilizando as fontes de luz mais eficientes, que podem no ser necessriamente o mais barato, pode resultar no sistema de custos mais baixos no geral. Uma instalao de iluminao bem desenhada vai oferecer iluminao optimizada, onde necessria, com ateno s tarefas que sero desempenhadas, e onde for apropriado, acentuao de pormenores arquitectnicos. Ao mesmo tempo ser efectivo em termos de custos, uma vez que no oferece mais do que necessrio. Por exemplo, nas indstrias onde boa restituio cromtica no essencial, a escolha de lmpadas com uma restituio cromtica superior a um ndice de 90 seria uma despesa desnecessria, e lmpadas com um ndice de 80 poderiam ser adequadas. A soluo ideal de iluminao, uma especficamente escolhida para as necessidades do cliente tendo todos os factores em considerao.

Flickering Um critrio de qualidade que no muitas vezes mencionado a frequncia da operao da lmpada. Algumas pessoas experienciam dores de cabea devido s oscilaes no funcionamento das lmpadas fluorescentes com balastros convencionais (50Hz). Lmpadas fluorescentes que trabalhem com balastros electrnicos de alta frequncia (30kHz), no demonstram este fenmeno de oscilao sendo os incidentes como dores de cabea reduzidos a um nmero significativamente mais baixo. Claro que balastros electrnicos de alta frequncia so tambm recomendados devido ao facto de serem mais eficientes resultando num prolongamento da vida da lmpada.


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Iluminao no local de trabalho Boa iluminao numa funo e no local de trabalho essencial para um desempenho de funes optimizado, especialmente com uma populao progressivamente envelhecida. Pesquisas sobre a qualidade e quantidade de iluminao nas ultimas dcadas tem mostrado que desenvolvimentos na qualidade da luz de um nvel baixo e moderado aumentam a velocidade e eficcia com que os objectos so detectados e reconhecidos. Riscos de acidente no local de trabalho so tambm reduzidos quando h uma maior conscincia de situaes potencialmente perigosas e quando o humor, estado de

alerta e sade dos trabalhadores industriais so estimulados com uma boa qualidade de iluminao. Este efeito no pode ser excessivamente acentuado devido ao facto de baixos nveis de concentrao do trabalhador e altos nveis de fadiga causarem um nmero considervel de acidentes. Para alm da performance visual e acidentes, a iluminao tem uma forte influncia na criao de um ambiente de trabalho estimulante. Hoje, muita enfase dada ao design de interiores do espao de trabalho, mas o papel da iluminao no desprezvel. Enquanto pode realar elementos positivos do design, a iluminao pode diminuir alguns elementos, como por exemplo pobre restituio cromtica ou efeitos de brilho.

16 15 14 tendncia geral 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 150-249 250-249 350-449 450-549 550-649 650-749 750-849 850-949 950-1049Iluminncia

Nmero de pessoas feridas

Ferimentos distenses, ndoas negras, cotos fracturas esmagamentos, contuses cortes e outros ferimentos queimaduras, escaldamentos

Lux

Nmero de acidentes em diferentes funes industriais devido aos nveis de iluminao (347 acidentes investigados no total). [Vlker, S., Rschenschmidt, H., und Gall, D., Beleuchtung und Unfallgeschehen am Arbeitsplatz, Zeitschrift fr die Berufsgenossenschaften, (1995).]40 As bases da iluminao

Regulamentos de iluminao Regulamentos de iluminao para quartos e para actividades nos locais de trabalho interiores so especificados no CEN (European Committee for Standardisation) Modelo Europeu EN 124641 Iluminao de locais de trabalho. O modelo, que est activo desde 2002, constitui uma norma europeia para todos os membros da UE, sobrepondo-se aos regulamentos nacionais. O modelo especifica os requisitos para sistemas de iluminao para quase todos os locais deEscritrios Tipo de interior, tarefa ou actividade Preencher, copier, etc. Escrever, teclar, ler, processor dados Desenho tcnico Trabalho em CAD Salas de reunies ou conferncias Recepes

trabalho interiores e as suas reas associadas em termos de quantidade e qualidade de iluminao. Adicionalmente so dadas recomendaes para a prtica de uma boa iluminao. O modelo europeu EN 12464-1 para o segmento de escritrio lista quatro parametros para actividades e desempenho de funes nos interiores: nvel de iluminancia mantido (Em), uniformidade (Emin/Eav), restrio de brilhos (UGR) e restituio cromtica (Ra).

Iluminncia 300 500 750 500 500 300

Restries de brilhos 19 19 19 16 19 22

500 lux 300 lux 200 lux

> 500 lux uniformidade > 0.7

> 300 lux uniformidade > 0.5

> 200 lux

500 mm

4800 mm

3600 mm


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A variedade de aplicaes indstriais imensa. Apenas como um exemplo, a tabela abaixo d-nos uma ideia dos requerimentos Segundo a EN 12464-1 para a indstria elctrica. Esto disponveis tabelas de normas para os segmentos indstriais mais relevantes.

Indstria elctrica Tipo de interior, tarefa ou actividade Iluminncia Restrio de brilhos 25 25 22 19 25 25 25 22 19 16 16 Indice de restituio cromtica 80 80 80 80 80 80 80 80 80 80 80

Produo de cablagens Indicao - espiral grande - espiral mdia - espiral pequena Produo de cablagens Galvanizao Montagem - Rude: transformadores grandes - Mdia: paineis de comando - Fino: telefones - Preciso: equipamento de medio Afinao, ensaios e testes electrnicos

300 300 500 750 300 300 300 500 750 1000 1500

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3. Sistemas de iluminaoUm sistema de instalao de iluminao faz mais do que revelar-nos a nossa envolvente para que possamos trabalhar eficazmente e em segurana. Nos nossos dias, a iluminao tambm vista como uma forma de criar uma atmosfera agradvel nos interiores como um todo, e como meio de conseguir condies confortveis para viver e trabalhar. A iluminao acentua as qualidades decorativas e funcionais do espao e das suas propores. No est l somente para melhorar a percepo visual, mas tambm para determinar uma atmosfera emocional: quente ou fria, empresarial ou informal, alegre ou solene. Este a tarefa do designer de iluminao, e conseguida atravs da criao de sistemas de iluminao confortveis e estimulantes.

Iluminao geral A iluminao geral produz um nvel uniforme de iluminao sobre uma vasta rea. Em alguns quartos, por exemplo closets, despensas, arrecadaes e garagens uma luminria ou um grupo de luminrias podem produzir toda a iluminao necessria. Estas reas interiores tendem a ser reas em que o estilo e aparncia da sala secundria para os objectos que tm de ser iluminados, sendo os custos um factor determinante. O requisito para uma boa distribuio de iluminao geral, iluminao horizontal sem sombras.44 As bases da iluminao

Iluminao arquitectnica A iluminao arquitectnica pretende acentuar pormenores e elementos especficos do espao em si, como paredes, tectos, pavimentos, etc, em detrimento dos objectos presentes. Luminrias para iluminao arquitectnica produzem habitualmente apenas modesta quantidade de iluminao, sendo muitas vezes escolhidas pela sua aparncia, com luminrias complementares a conseguir o espao geral ou iluminao de tarefas.

Iluminao de tarefas Como o nome sugere, esta iluminao destinase a uma rea especfica de trabalho, como secretrias. A iluminao de tarefas reduz a necessidade de iluminao geral muito forte, conseguindo iluminao de qualidade para espaos especificos, apontadas directamente para o local de trabalho. A maior parte das iluminaes so locais e direccionadas.

Iluminao acentuada Esta iluminao utilizada para para realar um pormenor especfico dentro de uma sala, sejam objectos de arte num museu ou ofertas especiais em lojas. Este tipo de iluminao no deve criar grandes contrastes.

Iluminao ambiente Este tipo de iluminao utilizado para criar ambientes dentro de um espao, seja ele para conviver ou trabalhar. normalmente uma combinao de geral arquitectnica tarefa, e iluminao acentuada para criar uma atmosfera muito especfica numa sala.


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4. LuminriasEnquanto a lmpada a fonte primria de luz, reflectores e lamelas so necessrio para ajudar a propagar a luz, direccionando-a quando necessrio. A luminria o aparelho que desempenha estas funes. A luminria pode tambm servir como reflector para brilhos e proteger a lmpada. Contm elementos para distribuir, filtrar e transformar a luz emitida pela lmpada e inclui todos os requisitos necessrios para fixar e proteger a lmpada e para a ligar a uma fonte de energia. Onde a luminria for designada para lmpadas de descarga de gs, tambm contm o sistema de balastro electrico ou equipamento para conduzir a lmpada e mantendo segurana electrica. Tal pode ser electromagnetico ou mais comum nos nossos dias, balastros electronicos que so compactos, pesam menos e oferecem beneficios significativos no controlo, poupana de energia, qualidade de luz e arranque da lmpada. O vasto objectivo das luminrias pode ser sub-dividido em vrias categorias, cada uma com especificas aplicaes: Tipos de luminrias: Luminrias de encastrar Luminrias salientes Luminrias de suspenso Up lights Down lights Spots / projectores Luminrias decorativas Free-floor-standing luminaries Trunking lighting systems

Exemplo de luminria de encastrar e pendente

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O estilo e construo da luminria reflecte a funo para qual foi desenhada, podendo servir de iluminao industrial at lojas com designs e estilos topo de gama e ainda iluminao arquitectnica. Segurana As luminrias (como as lmpadas, equipamentos e controlos) tm de serguir as normas de segurana europeias, desenvolvidas por corpos governamentais oficiais. Estas incluem para cada luminria regras rigidas e standards relativos a segurana electrica, interferncia electromagntica, proteco de impacto e

ingresso, inflamabilidade, radiao UV, etc. Um membro autorizado do fabricante ou o seu representante autorizado deve emitir a chamada Declarao de Conformidade que, entre outros requesitos, deve incluir as especificaes do produto. Se o fabricante tiver a possibilidade de concretizar o teste completo das especificaes relevantes do produto, tem o direito de o fazer. Fazer testes num laboratrio, numa terceira parte, no obrigatrio, mas aconselhavel verificar a fiabilidade deste. O fabricante acarta toda a responsabilidade legal em todos os estragos de produtos que no foram verficados.

Componentes bsicos de uma luminria

Equipamento

Suporte de lmpada & posio de funcionamento Compartimento

Reflector Fonte de luz

Escudo lamela


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5. Iluminao e o ambienteA importncia ambiental da iluminao tem vindo a receber mais ateno. A legislao impe objectivos para a reduo do efeito de estufa, reduo ou eliminao de substncias perigosas como o mercrio e chumbo, e a necessria reciclagem das lmpadas. Os custos da electricidade vo aumentar devido necessidade de investir mais em energias renovveis e menos em petrleo. A maior parte das empresas identificaram a sustentabilidade como parte das suas estratgias empresariais e sistemas de gesto ambiental. A boa notcia o facto da Philips ter vindo a desenvolver produtos que se enquadram dentro da actual e futura legislao, o que tambm vai reduzir no Custo Total de Propriedade (TCO - Total Cost of Ownership). um facto que todos vamos beneficiar de comprar produtos verdes. Voc, pelas melhores margens, os utilizadores finais pelos baixos custos da iluminao e a sociedade pela menor poluio ambiental. Sustentabilidade - a chave para todos os nossos futuros A sustentabilidade demonstra o nosso compromisso para com o futuro. Todas as nossas solues de iluminao so um equilibrio entre requisitos sociais (segurana, bem estar), econmicos (menores custos de propriedade) e ambientais (reduo de CO2, quantidades minimas de mercrio). Apontamos em manter os recursos naturais, para que as nossas crianas possam disfrutar do estilo de vida que temos hoje. MASTER - total enquadramento com a futura legislao ambiental A escolha do melhor tipo de lmpada do nosso portfolio de produtos, vai depender das necessidades individuais de cada cliente, quer ele procure os beneficios de poupana a curto ou a longo prazo. Se um cliente procurar o menor custo total de propriedade a longo prazo, combinado com uma performance superior tcnica e ambiental em termos de qualidade de luz, tempo de vida, fiabilidade e total enquadramento na presente e futura legislao ambiental, as nossas lmpadas MASTER so sempre a melhor escolha possvel. Definir uma boa performance ambiental Definimos a performance ambiental dos nossos produtos em seis reas chave para a tornar mais evidente: Eficincia energtica para reduo da emisso de CO2 das centrais elctricas Tempos de vida prolongados e de confiana para reduo de desperdcios Reduo ou eliminao de substncias perigosas que excedam a legislao Packaging simples, leve e reciclvel para facilitar o transporte e reciclagem Possibilidade de reciclagem de componentes para produtos semelhantes Miniaturizao para minimizar o peso do produto, poupando nos materiais

A Philips foi lider de Mercado em Corporate Sustainability no Dow Jones Sustainability Index tanto em 2004 como em 200548 As bases da iluminao

Acerca da Philips Os produtos MASTER com o seu extraordinrio comportamento numa ou em mais destas reas descrevem boa performance ambiental, designados por produtos Green Flagship.

As Green Flagship so a garantia de que os seus clientes iro escolher o melhor produto ambiental da gama disponvel no mercado. Os produtos Green Flagship podem ser reconhecidos atravs do simbolo e nas reas verdes em que eles sobressaem.

Eficincia energtica Fiabilidade Substncias perigosas

Um produto Green Flagship supera concorrentes, antecessores ou um diferente tipo de produto para a mesma aplicao, em pelo menos uma rea chave green, e ainda assim igual em todas as outras reas principais.

Embalagem Reciclagem Peso

Reduzimos o mercrio ao minimo possvel na indstia Esta a forma como respondemos legislao Restrio do uso de certas substncias perigosas (RoHS, 2002/95/EC, efectiva a partir de 1-7-2006). As seguintes substncias perigosas devem ser banidas por esta directiva da Unio Europeia. Chumbo Mercrio Cdmio Cromo hexavalente Polybrominated Biphenyls (PBB) Polybrominated Diphenyls Ethers (PBDE)As bases da iluminao 49

Todos os produtos de iluminao esto includos mas algumas aplicaes esto isentas.Substncia perigosa Mercrio Produtos de poupana de energia lmpadas fluorescentes para iluminao geral cores standard Cores 80 - vida normal Cores 80 - longa vida Lmpadas fluorescentes para aplicaes especiais lmpadas de descarga de alta intensidade Chumbo Vidro em componentes electrnicos (e.g. arrancadores) Vidro em tubos fluorescentes Altas temperaturas de soldadura Componentes electronicos cermicos (e.g. drivers) Isento Isento Isento Isento < 10 mg < 5 mg < 8 mg Isento Isento < 5 mg Aplicaes Valor

A Philips sempre marcou o ritmo da reduo de contedos de mercrio. As nossas lmpadas fluorescentes esto de encontro, e todas as fluorescentes MASTER ultrapassam os valores definidos no RoHS. Utilizamos os nossos conhecimentos no consumo e dosagem do mercrio para ultrapassar os limites. Desde Setembro de 2005 que estamos a trazer ao mercado produtos com contedos de mercrio consideravelmente reduzidos - a um nvel record. Substncias como chumbo no vidro e materiais radioactivos nos arrancadores foram eliminados mesmo quando estavam isentos no RoHS. Pode reconhecer as melhores classes de produtos atravs de:No produto: Na embalagem:

Produto Green flagship50 As bases da iluminao

Minimo mercrio

Minimo mercrio

Sem carga

Sem radioctividade


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Acerca da Philips

Royal Philips Electronics da Holanda uma das maiores companhias electronicas do mundo e a maior da europa, com vendas de 30 bilhes de euros em 2005. um lider global em televises a cores, iluminao, maquinas de barbear electricas, sistemas para diagnsticos mdicos e monotorizao dos pacientes e produtos TV one-chip. Os seus 164.500 empregados em mais de 60 pases esto activos em reas como a iluminao, electronicos de consumo, electrodomsticos, semicondutores e sistemas mdicos. A Philips cotada na NYSE, Amesterdo e outras bolsas. A Philips lighting, uma diviso da Philips electronics e nmero um no Mercado global da iluminao, batalha para melhorar a qualidade de vida com solues apelativas e efectivas baseadas num entendimento das necessidades das pessoas, nos seus desejos e aspiraes.

A companhia pretende ser reconhecida por financiadores por marcar o passo na industria da iluminao, como o melhor parceiro para concretizar negcios e como responsvel pela sustentabilidade da sociedade. Os produtos incluem uma gama completa de lmpadas incandescentes e de halognio, lmpadas compactas e fluorescentes, lmpadas especiais e de descarga de alta intensidade de gs, iluminao baseada ememisso de diodos (LEDs), fixadores, balastros, iluminao elctronica e lmpadas automotor.

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Philips Portuguesa S.A. Rua Dr. Antnio Loureiro Borges, edificio 5 Arquiparque Miraflores

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princípios básicos da iluminação

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