Introdução. Luminotécnica Básica

Transcrição

1

2 Introdução O estudo da luminotécnica se faz cada vez mais necessário na época atual, pois a tecnologia avança a passos largos e a cada ano que passa temos: lâmpadas menores e cada vez mais eficientes, formatos diferenciados e modelos que estão obsoletos, políticas de banimento de alguns modelos de lâmpadas e incentivos às mais econômicas, luminárias com alto rendimento, novas tecnologias como os LEDs e OLEDs, enfim, uma grande quantidade de informação e que para o seu perfeito entendimento, se faz necessário ter conhecimento prévio dos conceitos básicos em luminotecnia, fenômenos físicos, grandezas fotométricas, etc... Nosso objetivo com este material é introduzir o leitor neste cenário de forma simples, fácil, inteligível e servir de base para o avanço nos demais cursos específicos em iluminação. Este é foco desse nosso trabalho e não temos a intenção de aqui esgotar o assunto, pelo contrário, é apenas o pontapé inicial. Este material, a princípio, ficará disponível até 15/08/2013. Todos os participantes serão avisados por sobre: atualizações, correções, inserção de novo conteúdo, bem como os FAQs (perguntas e respostas) que forem surgindo durante o período. Mantenha seu atualizado conosco e toda colaboração é benvinda. Muita luz a todos. Portal Lighting Now! Luminotécnica Básica Portal Lighting Now! - Ago/2013 2

3 Capítulo 1 Luz e Cor História e Evolução Quando falamos em luz, algo que nos vem à mente de uma forma mais imediata é a velha e conhecida lâmpada. Neste momento não fazemos juízo do tipo, forma ou tecnologia. Apenas lembramo-nos de uma fonte artificial de iluminação. Isto é bem comum, pois nossa relação com a luz artificial vem de longa data. Uma das mais antigas preocupações do Homem foi conseguir um meio para suprimir a ausência de luz natural. Assim, desde os primórdios, diversos métodos foram utilizados. O fogo, inicialmente pela queima de madeira e carvão, e mais tarde pelo uso de lampiões à óleo ou gás, até à descoberta da eletricidade como meio de produção de energia luminosa. Esta importante descoberta aconteceu por volta de 1800, quando é inventada a lâmpada a arco voltaico por Humphry Davy. Apesar de fornecer uma luz muito mais brilhante que os outros métodos, era de difícil instalação e suscetível a causar incêndios. Quase que em simultâneo, em 21 de outubro de 1879, Tomas Edison nos EUA produzia um novo tipo de lâmpada. A lâmpada elétrica de filamento ou lâmpada incandescente. Após ter tentado vários materiais para o filamento, Tomas Edison descobriu um filamento de carbono, economicamente viável, que durava mais de 1200 horas em funcionamento. Anos mais tarde Ferenc Hanaman, na Hungria, registra a patente dos filamentos de tungstênio, que além de uma luz de qualidade superior, tinha um tempo de vida superior ao do carbono. Rapidamente, as lâmpadas incandescentes se espalham pelo mundo. Outros tipos de lâmpadas foram desenvolvidos, de forma que, permitindo manter a mesma qualidade da iluminação, fossem atingidos elevados fluxos luminosos, tempo de vida útil maiores e somente nos anos 30, começa a fabricação das lâmpadas de descarga de baixa pressão que eram mais eficientes, econômicas e que emitiam menos calor. Luminotécnica Básica Portal Lighting Now! - Ago/2013 3

4 Lâmpada Incandescente Edison Info Escola Thomas Edison Info Escola A descoberta dos LEDs (Light Emiting Diodes), que hoje estão no topo da tecnologia da iluminação moderna, data de 1907 (Electrical World Magazine, Vol 49) pelo pesquisador H.J. Round da observação do um fenômeno da eletroluminescência e somente em 1962 surgiram os primeiros LEDs de 5mm que foram largamente utilizados para indicar Ligado / Desligado em equipamentos eletrônicos. No início dos anos 90, os LEDs começaram a ser utilizados em iluminação e a cada ano vem se firmando como luz de verdade. A pesquisa por fontes de luz mais eficientes e novas fontes de luz, como o OLED, não param. Ao longo dos anos, várias empresas e profissionais de diversos países dedicam seu tempo ao estudo de meios alternativos de produção e utilização eficiente de energia elétrica. As pesquisas buscam por fontes luminosas de baixo consumo e o máximo de eficiência, objetivando maior economia de energia. O estudo destas novas tecnologias e de sua aplicabilidade para a iluminação artificial é extremamente relevante, pois em todo o mundo, são crescentes as preocupações com aspectos ecológicos devido à maior demanda por geração de energia e sua escassez. Luminotécnica Básica Portal Lighting Now! - Ago/2013 4

5 1.2 O que é a LUZ? A luz é uma radiação eletromagnética na faixa de comprimentos de onda que o olho humano é capaz de perceber. Esta faixa de radiação das ondas eletromagnéticas detectada pelo nosso olho situa-se entre 380 nm e 780 nm (1nm = 1 nanômetro = 1 milionésimo de milímetro). O espectro eletromagnético visível esta limitado, em um extremo pelas radiações infravermelhas (de maior comprimento de onda) e no outro, pelas radiações ultravioletas (de menor comprimento de onda). Espectro Visível Filipa Pias Blog Para cada cor, temos uma determinada frequência e comprimento de onda que a distingue das demais, por exemplo: a luz vermelha que é uma luz de menor freqüência e consequentemente menor energia. Já o violeta é uma luz de maior frequência e nos submete a maior energia. A relação entre comprimento de onda (λ) e freqüência (f) é inversamente proporcional, onde o comprimento da onda é dado pela divisão da velocidade da onda (c) = m/s sobre a frequência da onda. λ = c/f Luminotécnica Básica Portal Lighting Now! - Ago/2013 5

6 Abaixo segue uma tabela que ilustra bem cada faixa de frequência e comprimento de onda para as faixas de luz visíveis. Diferentemente das ondas sonoras, que são vibrações mecânicas do ar, as radiações eletromagnéticas não necessitam da existência de um meio material para a sua propagação. A luz do Sol, por exemplo, quando chega até nós, passa por regiões onde não existe matéria. Luminotécnica Básica Portal Lighting Now! - Ago/2013 6

7 1.3 O Olho Humano O olho é o órgão do corpo que nos permite captar imagens do ambiente. É nele que se inicia o processo chamado visão, processo esse que, no caso do ser humano, é responsável por mais de 90% das informações que somos capazes de recolher. A capacidade de ver depende das ações de várias estruturas dentro e ao redor do globo ocular. A figura abaixo ilustra muitas das componentes essenciais do sistema óptico humano. Anatomia de um olho humano Quando se olha para um objeto, são refletidos raios de luz desse objeto para a córnea, lugar onde se inicia o milagre da visão. Os raios de luz são refratados e focados pela córnea, cristalino e vítreo. A função do cristalino é fazer com que esses raios sejam focados de forma nítida sobre a retina. A imagem daí resultante apresenta-se invertida na retina. Ao atingi-la, os raios de luz são convertidos em impulsos eléctricos que, através do nervo óptico, são transmitidos para o cérebro, onde a imagem é interpretada pelo córtex cerebral. Luminotécnica Básica Portal Lighting Now! - Ago/2013 7

8 Focagem de um objeto Pode estabelecer-se uma analogia entre um olho e uma câmara fotográfica da seguinte forma: uma máquina fotográfica precisa de uma lente e de um filme para produzir uma imagem. De igual modo, o globo ocular precisa de uma lente (córnea, cristalino e vítreo) para refratar, ou focar a luz sobre o filme (retina). Se qualquer um ou vários destes componentes não estiverem a funcionar corretamente, resulta uma imagem de má qualidade. Na nossa câmara, a retina representa o filme. Os meios refringentes Os meios refringentes são constituídos pela córnea, humor aquoso, cristalino e humor vítreo. Estes formam o aparelho dióptrico do olho que corresponde a uma lente convexa, de 23 mm de foco. A principal função deste sistema é fazer convergir sobre a retina os raios de luz focados. A córnea e a esclera A córnea e a esclera consistem em tecidos duros, de proteção, que compõem a capa exterior do globo ocular. A esclera é a parte branca do olho, tem consistência de couro suave. A córnea não contém nenhum vaso de sangue, é relativamente desidratada e, por consequência, é transparente. Situada na frente do olho, na sua parte colorida, assemelha-se ao vidro de um relógio de pulso e permite que raios de luz entrem no globo ocular através da pupila. Nesse globo, a esclera ocupa 85% e a córnea aproximadamente 15%. Luminotécnica Básica Portal Lighting Now! - Ago/2013 8

9 A íris A íris é o tecido que se vê por de trás da córnea e pode ter várias colorações (olhos azuis, castanhos, etc.). No meio da íris existe uma abertura circular, a pupila. É através da pupila que os raios de luz atingem a retina. A pupila varia de tamanho consoante a luminosidade do ambiente ficando muito pequena quando há muita luz. O cristalino O cristalino situa-se diretamente atrás da íris, estando ligado ao corpo ciliar através de fibras. É uma estrutura flexível com o tamanho e a forma de uma aspirina. Tal como a córnea, o cristalino é transparente, uma vez que não contém nenhum vaso de sangue e é relativamente desidratado. Os músculos do corpo ciliar efetuam ajustes constantes na forma do cristalino. Tais ajustes servem para que a imagem se mantenha nítida sobre a retina, sempre que se mude o foco de perto para longe. A córnea e o cristalino são nutridos e lubrificados por um fluido transparente e aguado, produzido continuamente pelo corpo ciliar, chamado humor aquoso. Este enche a área entre o cristalino e a córnea. O vítreo O vítreo é uma estrutura composta por aproximadamente 99% de água e 1% de colágeno e ácido hialurônico. O seu aspecto de gel e sua consistência são devidos às moléculas de colágeno de cadeias longas. Este gel não é vascularizado (não contém vasos sanguíneos), é transparente e representa dois terços do volume e peso do olho. Ele preenche o espaço entre o cristalino e a retina, espaço esse conhecido por câmara vítrea. Não tem elasticidade e é importante para manter a forma do olho, sendo fundamental que se mantenha transparente para que a imagem chegue em boas condições à retina. Luminotécnica Básica Portal Lighting Now! - Ago/2013 9

10 A retina A retina situa-se na camada mais interna do globo ocular. É uma camada celular transparente e delicada que varia em espessura desde aproximadamente 0,5 mm na retina periférica a 0,4 mm na zona posterior ao equador. Na região do pólo posterior (área da mácula) a retina tem aproximadamente 0,2 mm de espessura ao redor de uma área de 0,2 mm2. A retina sensorial consiste em dez estratos contendo três tipos de tecidos: neuronal, glial e vascular. A componente neuronal consiste das células fotoreceptoras. Aqui sinais luminosos são convertidos em impulsos nervosos. Estes impulsos são transmitidos pela camada de fibras nervosas que constituem o nervo óptico, ao longo das vias ópticas ao córtex visual, situado na parte posterior do cérebro. A camada dos fotorreceptores é composta por dois tipos de células, os bastonetes e os cones, sendo os primeiros mais numerosos, cerca de 120 milhões em cada olho. Estas células, que se distribuem principalmente pela periferia da retina, permitem-nos ver em condições de baixa luminosidade, dando-nos uma impressão vaga dos objetos (não nos permite distingui-los). O outro tipo de células são os cones, que povoam principalmente a região central da retina conhecida por mácula. Cada olho possui aproximadamente seis milhões destas células. Estas nos permite ver em condições de alta luminosidade, sendo responsáveis pela visualização de cores e pela acuidade visual, ou seja, são estas células que permitem a visão de detalhe dos objetos. Luminotécnica Básica Portal Lighting Now! - Ago/

11 1.4 Luz e Cor Sabemos que decompondo a luz branca em um prisma de cristal, obtemos sete cores (vermelho, alaranjado, amarelo, verde, azul, anil e violeta). Prisma Decomposição da luz branca - Infografics Embora a luz branca seja composta por sete cores, não é necessário combinar todas estas cores para se obter novamente luz branca. Basta misturar as cores primárias da luz (vermelho, verde e azul) para obter esse efeito. As cores primárias da luz, misturadas em determinadas proporções, originam cores secundárias (magenta, ciano e amarelo). Da mistura de duas ou mais radiações primárias da luz, resulta uma nova radiação secundária. Este processo chama-se síntese aditiva, pois a radiação obtida resulta da soma das radiações iniciais. Síntese Aditiva - Philips Luminotécnica Básica Portal Lighting Now! - Ago/

12 Os objetos coloridos absorvem algumas radiações e refletem outras. A cor que vemos corresponde à parcela de cor da luz refletida por esse objeto. Superfície vermelha reflete a parcela vermelha da luz branca Lighting Now Nos objetos multicoloridos cada cor reflete a sua parcela que há na luz branca que a ilumina, assim se uma lâmpada é pobre de vermelhos, veremos os vermelhos do objeto como marrom, cinza escuro ou até mesmo preto. Este fenômeno foi amplamente percebido em 2001 na crise de energia elétrica no Brasil, conhecido como Apagão. A busca enlouquecida por lâmpadas econômicas inundou o mercado de fluorescentes compactas extremamente azuladas e as pessoas as compravam para substituir as lâmpadas incandescentes. Conclusão: as pessoas ficavam pálidas, as cores quentes não tinham expressão e tudo parecia mais triste. Maçã iluminada Lighting Now Luminotécnica Básica Portal Lighting Now! - Ago/

13 Os filtros de cor utilizados em iluminação absorvem algumas radiações do espectro e deixam passar as radiações iguais a da sua cor, por exemplo: Filtro azul transmite a radiação azul e absorve as demais radiações. Os filtros de cores primárias (Vermelho, Verde e Azul) absorvem todas as radiações que compõe a luz branca, exceto a sua própria cor. Veja na ilustração abaixo a caracterização deste efeito. Filtros de cor Vidrocor Luminotécnica Básica Portal Lighting Now! - Ago/

14 Os filtros de cores secundárias (Amarelo, Magenta e Ciano) absorvem apenas, uma única cor primária, precisamente a cor que não é utilizada na obtenção dessa cor secundária. Síntese aditiva e absorções Lighting Now A cor vermelha é uma cor primária. Um objeto vermelho iluminado por radiação branca refletirá a radiação vermelha e absorverá as radiações verde e azul. A luz amarela é obtida a partir da adição das cores verde e vermelha. Um objeto amarelo iluminado por radiação branca refletirá as cores verde e vermelha (cuja mistura dá amarelo) e absorverá radiação azul. A luz magenta é obtida a partir da adição das cores vermelha e azul. Um objeto magenta iluminado por radiação branca refletirá as cores vermelha e azul (cuja mistura dá magenta) e absorverá radiação verde. Luminotécnica Básica Portal Lighting Now! - Ago/

15 A luz ciano é obtida a partir da adição das cores azul e verde. Um objeto que ciano iluminado por radiação branca refletirá as cores verde e azul (cuja mistura dá ciano) e absorverá radiação vermelha. A radiação vermelha é complementar do ciano, porque um objeto ciano, absorve radiação vermelha e um objeto vermelho, absorve a radiação ciano (composta de azul e verde). Tabela de cor complementar Vermelho Verde Azul Ciano Magenta Amarelo Ciano Magenta Amarelo Vermelho Verde Azul Imagine o que acontece se iluminarmos um objeto com sua cor complementar? Se iluminarmos um uma maçã vermelha com uma luz ciano, a superfície vermelha da maçã vai absorver a radiação ciano e como não haverá nada a refletir, veremos a superfície da maçã enegrecida. O mesmo acontecerá se iluminarmos a maçã com somente com a luz verde ou azul. Como a superfície vermelha da maçã absorve as radiações verde e azul, teremos a sensação de estar vendo uma maçã preta. Pense no acontece se iluminarmos uma superfície amarela com uma luz ciano? Luminotécnica Básica Portal Lighting Now! - Ago/

16 Capítulo 2 Conceitos Básicos em Iluminação 2.1 Introdução Um sistema de iluminação deve ser adequado às tarefas a se realizar em determinado ambiente (interno ou externo), além de contribuir para o bem-estar físico e psicológico dos indivíduos. Estes sistemas devem ser projetados tendo em vista alguns parâmetros que definem uma iluminação de qualidade e adequada a cada atividade. Deste modo o projetista deve avaliar quais as tecnologias que, além de garantirem uma iluminação adequada, estejam alinhadas com os as metas de eficiência energética, fator fundamental nos dias de hoje. 2.2 Grandezas e Unidades Luminotécnicas Fluxo Luminoso (Φ): É a potência luminosa total emitida a cada segundo por uma fonte luminosa em todas as direções, sob a forma de luz. Sua unidade de medida é o lúmen (lm), representado pelo símbolo Ø. Podemos comparar o fluxo luminoso como um chuveiro esférico que joga água em todas as direções. Os raios de luz são os esguichos de água. Brondani Luminotécnica Básica Portal Lighting Now! - Ago/

17 Nível de Iluminação ou Iluminância (E): É a quantidade de luz ou fluxo luminoso que atinge uma unidade de área de uma superfície por segundo. Podemos comparar com a quantidade de água que cai em uma superfície por segundo. A unidade de medida é o lux, representada pelo símbolo E. Um lux equivale a 1 lúmen por metro quadrado (lm/m2). Iluminância - OSRAM A equação que permite sua determinação é: E= Φ /A Onde E = Iluminância em lm/m² Φ = Fluxo luminoso em lm A = Área projetada em m² Os valores relativos à iluminância, com diferentes níveis de iluminação definidos por pesquisas foram tabelados e no Brasil são encontradas na norma NBR Iluminância de Interiores da ABNT que segue a tendência das normas internacionais. Luminotécnica Básica Portal Lighting Now! - Ago/

18 Intensidade Luminosa (I): É definida como a concentração de luz em uma direção específica, radiada por segundo. Ela é representada pelo símbolo I e a unidade de medida é a candela (cd). Brondani Luminotécnica Básica Portal Lighting Now! - Ago/

19 A intensidade luminosa (I) e o fluxo luminoso (Φ) são relacionados a um ângulo sólido. A equação que permite sua determinação é: Φ = ω. I Onde Φ = Fluxo luminoso em lm I = Intensidade luminosa em cd ω = Ângulo considerado em graus A intensidade luminosa (cd), emitida por uma fonte pontual, origina o fluxo luminoso (lúmen) e a iluminância (lux), que e função da área atingida (m2). Como a intensidade luminosa e o fluxo luminoso permanecem constantes, quanto maior a distância entre a fonte e a superfície iluminada, maior a área atingida e, portanto, menor a iluminância. Este fenômeno e conhecido como a Lei do Inverso do Quadrado da Distância. Lei do Inverso do Quadrado da Distância. Fonte: IES, Lembrando: E= Φ /A Luminotécnica Básica Portal Lighting Now! - Ago/

20 Curva de Distribuição Luminosa CDL (cd): A distribuição de luz realizada por uma fonte pode ser representada por uma superfície definida pela distribuição espacial dos valores da intensidade luminosa em cada direção. Uma representação espacial torna-se difícil de ser visualizada. Sendo assim, adotam-se projeções das superfícies fotométricas sobre um plano. As interseções das superfícies fotométricas com os planos formam as curvas fotométricas. Segundo a ABNT, uma curva fotométrica representa a variação da intensidade luminosa de uma fonte segundo um plano passando pelo centro, em função da direção. Outra maneira de representar por curvas uma superfície de igual intensidade luminosa é utilizando os diagramas de isocandelas. Curvas Fotométricas Horizontais e Verticais: (a) Plano Horizontal; (b) Diagrama Polar Luminoso Horizontal; (c) Plano Vertical; (d) Diagrama Polar Luminoso Vertical (Moreira, 1976 ). Curva Fotométrica Vertical de uma Lâmpada de Vapor de Mercúrio de Cor Corrigida de 250W ( Moreira, 1976 ). Luminotécnica Básica Portal Lighting Now! - Ago/

21 Mais um exemplo da curva de distribuição de Intensidades Luminosas no plano transversal e longitudinal para uma lâmpada fluorescente isolada (A) ou associada a um refletor (B). Para a uniformização dos valores das curvas, geralmente são referidas a 1000 lm. Nesse caso, é necessário multiplicar-se o valor encontrado na CDL pelo Fluxo Luminoso das lâmpadas em questão e dividir o resultado por 1000 lm. CDL - Catálogo comercial OSRAM (2010/2011) Luminância (L): E importante notar que os raios luminosos não são visíveis. A sensação de luminosidade é decorrente da reflexão desses raios por uma superfície. Essa luminosidade visível é chamada de luminância. Sua unidade é a candela por metro quadrado (cd/m²). A luminância dependente do coeficiente de reflexão de cada superfície (ou refletância). Este coeficiente é encontrado em tabelas luminotécnicas e é uma função dos materiais e das cores. Luminotécnica Básica Portal Lighting Now! - Ago/

22 Iluminância e Luminância - Catálogo comercial OSRAM (2010/2011) A equação que permite sua determinação é: L = I / A Onde L = Luminância em cd/m² I = Intensidade Luminosa em cd A = área projetada em m² Porém se a superfície for oblíqua ao observador a luminância é dada pela razão entre a intensidade luminosa emitida na direção de observação e a área da superfície aparente. Temos então a relação entre as duas superfícies S A = S. cos α. Gráfico - mspc Luminotécnica Básica Portal Lighting Now! - Ago/

23 A equação que permite sua determinação é: L = I / A. cos α Onde L = Luminância em cd/m² I = Intensidade Luminosa em cd A = Área projetada em m² α = Ângulo considerado em graus Contraste Já definido qualitativamente, o contraste, sob o ponto de vista quantitativo se apresenta como a relação entre a luminância de um objeto e seu entorno. A equação que permite sua determinação é: C=Lo Lf/ Lf Onde: Lo = Luminância do objeto Lf = Luminância do fundo Reflexão e Refração Quando a luz incide sobre uma superfície, ela pode ser Refletida, Refratada, Transmitida, Absorvida ou Refletir Internamente. Reflexão e refração são fenômenos muito comuns que estão relacionados à propagação da luz. Quando a luz está se propagando em um determinado meio e atinge uma superfície, como um bloco de vidro transparente, por exemplo, parte dessa luz retorna para o meio no qual estava se propagando. Este fato é chamado de reflexão da luz. Já a outra parte da luz que passa para o outro meio, é a refração da luz. Luminotécnica Básica Portal Lighting Now! - Ago/

24 Esses dois fenômenos ocorrem de forma simultânea, no entanto, pode acontecer de um prevalecer sobre o outro, mas isso depende da natureza dos meios que a luz esta incidindo e das condições de incidência. Reflexão e refração da Luz Alunos on-line A reflexão pode ser definida de duas formas. Quando a superfície de incidência da luz é totalmente polida, o raio refletido é bem definido. Quando isso acontece dizemos que ocorreu reflexão especular. Por outro lado, se a superfície de incidência for irregular, cheia de imperfeições, os raios de luz não são bem refletidos e, dessa forma, ocorre o que chamamos de reflexão difusa. De maneira simples podemos dizer que a reflexão é o ato da luz ser refletida para o meio que estava se propagando. A reflexão luminosa é regida por duas leis que são: Primeira Lei O raio incidente, o raio refletido e a normal pertencem ao mesmo plano. Segunda Lei O ângulo de reflexão é igual ao ângulo de incidência, r = i. A refração da luz é responsável por uma série de fenômenos ópticos que acontecem no cotidiano, como por exemplo, o fato de a profundidade de uma piscina parecer menor do que realmente é. Esse fenômeno acontece em razão da diferença entre os meios de propagação. Luminotécnica Básica Portal Lighting Now! - Ago/

25 Podemos definir a refração como sendo o fenômeno que consiste na mudança de direção de propagação dos feixes de luz quando essa passa de um meio para outro. No ano de 1620, o matemático e astrônomo holandês Snell Descartes descobriu uma relação para calcular o ângulo de desvio dos raios solares. Essa relação leva o seu nome Lei de Snell e pode ser escrita da seguinte forma: n 1 senθ 1 = n 2 senθ 2 Onde: n 1 e n 2 são os índices de refração; θ 1 e θ 2 são os ângulos de incidência e de refração. Exemplos de aplicação prática da utilização desses conceitos em iluminação: - Reflexão princípio aplicado em refletores (maximizar e direcionar o fluxo luminoso) - Refração princípio aplicado em lentes para convergir os raios luminosos - Absorção / Transmissão princípio aplicado em filtros - Reflexão Interna princípio aplicado em fibras óticas Exemplos Lighting Now Luminotécnica Básica Portal Lighting Now! - Ago/

26 Eficiência Luminosa É calculada pela divisão entre o fluxo luminoso emitido em lumens e a potência consumida pela lâmpada em Watts. A unidade de medida é o lúmen por Watt (lm/w). Quanto maior a eficiência luminosa de uma lâmpada, maior será a quantidade de luz emitida, consumindo a mesma energia. Feldman Vida Útil: É definida como o tempo em horas, no qual cerca de 25% do fluxo luminoso das lâmpadas foi depreciado Vida Média: É definida como o tempo em horas, do qual 50% das lâmpadas de um grupo representativo, testadas sob condições controladas de operação, tiveram queima. Luminotécnica Básica Portal Lighting Now! - Ago/

27 Depreciação do Fluxo Luminoso: Ao longo da vida útil da lâmpada é comum ocorrer uma diminuição do fluxo luminoso que sai da luminária, em razão da própria depreciação normal do fluxo da lâmpada e devido ao acúmulo de poeira sobre as superfícies da lâmpada e do refletor. Este fator deve ser considerado no cálculo do projeto de iluminação a fim de preservar a iluminância média (lux) projetada sobre o ambiente ao longo da vida útil da lâmpada Temperatura de Cor ( K) E o termo usado para descrever a aparência da cor de uma fonte de luz, comparado a cor emitida pelo corpo negro radiador (corpo metálico que teoricamente irradia toda a energia que recebe). Este corpo negro muda de cor ao mudar de temperatura e uma relação entre temperatura em graus Kelvin e cor da luz emitida por ele, expressa a temperatura de cor. O branco do corpo metálico em alto grau de aquecimento, semelhante ao branco da luz do meio-dia, possui uma temperatura de 6500 K. A luz amarela como de uma lâmpada incandescente está em torno de 2700 K. As lampadas de aparência fria têm temperatura de cor em torno de K e as de aparência neutra, em torno de K. Color Temperature Molecular Expressions Luminotécnica Básica Portal Lighting Now! - Ago/

28 É importante destacar que a cor da luz em nada interfere na Eficiência Energética da lâmpada, não sendo válida a impressão de que quanto mais clara, mais potente é a lâmpada. Convém ressaltar que, do ponto de vista psicológico, quando dizemos que um sistema de iluminação apresenta luz quente não significa que a luz apresenta uma maior temperatura de cor, mas sim que a luz apresenta uma tonalidade mais amarelada. Um exemplo deste tipo de iluminação é a utilizada em salas de estar, quartos ou locais onde se deseja tornar um ambiente mais aconchegante. Da mesma forma, quanto mais alta for a temperatura de cor, mais fria será a luz. Um exemplo deste tipo de iluminação é a utilizada em escritórios, cozinhas ou locais em que se deseja estimular ou realizar alguma atividade. Esta característica é muito importante de ser observada na escolha de uma lâmpada, pois dependendo do tipo de ambiente há uma temperatura de cor mais adequada para esta aplicação Índice de Reprodução de Cor (IRC): Um objeto ou uma superfície sob diferentes fontes de luz são percebidos de formas diferentes em relação a sua cor. Essa variação está relacionada com as diferentes capacidades das lâmpadas de reproduzirem diferentemente as cores dos objetos. O índice de reprodução de cor, que varia de 0 a 100, possui uma relação direta com a reprodução de cores obtida com a luz natural. A luz artificial perfeita é aquela que mais se aproxima das características da luz natural (referência 100). A capacidade de a uma lâmpada reproduzir bem as cores (IRC) independe de sua temperatura de cor ( K). Este aspecto está ligado a sua distribuição espectral da luz branca emitida. Existem lâmpadas com diferentes temperaturas de cor e que apresentam o mesmo IRC. Devemos utilizar lâmpadas com boa reprodução de cores (IRC acima de 80), pois esta característica é fundamental para o conforto e beleza do ambiente. Luminotécnica Básica Portal Lighting Now! - Ago/

29 IRC - Philips A distribuição espectral da lâmpada incandescente é o que chamamos de espectro contínuo e que mais se assemelha ao espectro da luz natural, tendo 100 de IRC e com isso uma reprodução de cor perfeita. A lâmpada CDM tem um IRC maior do que 80, o que é considerado bom, mas note que sua distribuição espectral não é contínua, o que prejudica a percepção perfeita das cores. Na lâmpada de vapor de sódio de baixa pressão, a distribuição espectral é o que chamamos de monocromático, havendo apenas a cor amarela na sua emissão. Como os objetos refletem a parcela de luz de sua mesma cor, não vemos as cores de forma real, a não ser o objeto amarelo. Luminotécnica Básica Portal Lighting Now! - Ago/

30 Capítulo 3 Fontes de Luz 3.1 Introdução A luz natural, desde os primórdios, sempre foi a principal fonte de iluminação. Após a descoberta da eletricidade e a invenção da lâmpada por Thomas Edison, a iluminação artificial se tornou cada vez mais indissociável da arquitetura. Sem ela, por exemplo, não seria possível iluminar grandes edifícios com muitos pavimentos, onde a luz natural não consegue vencer a profundidade e iluminar ambientes interiores. A luz artificial também resolve o problema da descontinuidade de fornecimento da luz natural, permitindo a utilização das edificações no período da noite. Percebemos assim a importância de um projeto sinérgico entra a luz natural e a artificial para o bem-estar do homem, aumento da eficiência energética e a qualidade dos ambientes em uma edificação. O projetista precisa considerar a integração entre os dois tipos de fontes de luz e, para isso, é fundamental o conhecimento básico tanto da luz natural quanto dos tipos de equipamentos de iluminação artificial a serem utilizados na arquitetura. Cada componente desse sistema (lâmpadas, leds, luminárias, reatores, drivers, sistemas de controle, etc.) tem desempenho e qualidades diferentes, que dependem do tipo de tecnologia empregada na sua fabricação. A eficiência do sistema de iluminação artificial adotado no projeto depende do desempenho particular de todos os elementos envolvidos. Luminotécnica Básica Portal Lighting Now! - Ago/

31 3.2 Fontes de Luz Artificial A primeira fonte de luz artificial que temos registro é o fogo. Depois vieram as lâmpadas incandescentes. Nesta evolução, que não pára, estamos vivendo a revolução dos LEDs e criamos este tópico (fontes de luz artificial) justamente para separar os LEDs das lâmpadas. Devemos explicar que, assim como existem lâmpadas de filamento, existem também lâmpadas de LEDs, ou seja, utilizam a tecnologia de LEDs para gerar a LUZ, portanto LED é uma fonte de luz e não uma lâmpada Tipos de Lâmpadas Lâmpadas Incandescentes - Lâmpada Incandescente Comum As lâmpadas incandescentes comuns simbolizam uma das mais antigas e familiares fontes de luz artificial. Sua luz é gerada pelo aquecimento e consequente enrubescimento de um filamento de tungstênio quando uma corrente elétrica passa por ele. Este filamento se desgasta com o tempo e se rompe provocando a sua queima e o que diminui seu desgaste prematuro é um gás inerte ou vácuo no interior do bulbo de vidro. Estas lâmpadas têm temperatura de cor quente, de aproximadamente 2700 K e cor amarelada. O índice de reprodução de cores chega bem próximo aos 100 e podem ser facilmente dimerizadas. A eficiência energética e baixíssima, pois apenas 10% da energia consumida se transformada em luz e o restante em calor. Por sua excelente reprodução de cores e baixo custo de aquisição, ainda é amplamente utilizada, principalmente em instalações residenciais, mas já existem campanhas e processos para sua extinção ou banimento devido a sua péssima eficiência energética. Luminotécnica Básica Portal Lighting Now! - Ago/

32 Lâmpada Cristal Lâmpada Leitosa Bolinha Lâmpada Refletora - Lâmpada Halógena Estas lâmpadas possuem gases halógenos no seu interior que, quando combinados com o filamento de tungstênio incandescente, promovem algumas vantagens, em comparação as incandescentes comuns: Luz mais brilhante, uniforme, maior eficiência energética que (entre 15 e 25 lm/w), vida útil mais longa (2000 a 4000 horas) e menores dimensões. A vida útil mais longa é conseguida pelo ciclo regenerativo do halogênio que deposita novamente sobre o filamento, as partículas de tungstênio que foram desprendidas pelo aquecimento. As primeiras gerações das lâmpadas halógenas tiveram sua aplicação mais restrita no uso em faróis de automóveis e projetores. Hoje pela enorme variedade de lâmpadas halógenas disponíveis no mercado suas aplicações são inúmeras. Halógena Palito Halógena Bi-pino AR 70 Luminotécnica Básica Portal Lighting Now! - Ago/

33 Par 20 Cápsula Fosca e Cristal Par 38 - Lâmpada Halógena Dicróica O termo dicróico vem do refletor, ou seja, a lâmpada halógena associada ao refletor dicróico, conhecida vulgarmente como lâmpada dicróica. Com as mesmas vantagens das halógenas normais, as dicróicas possuem um refletor multifacetado que transmite para trás da lâmpada, cerca de 60% da radiação infravermelha emitida (calor) e permite um foco de luz direcionado e mais frio. Esta vantagem a tornou a menina dos olhos das iluminações de destaque (quadros, vitrines, objetos, etc.). Existem vários tipos de lâmpadas com refletores dicróicos e com característica completamente diferentes: soquetes, abertura de fachos, temperatura de cor, tensão de alimentação, etc. Todas podem ser dimerizadas, característica comum a tecnologia incandescente. Lâmpada Dicróica MR 16 Luminotécnica Básica Portal Lighting Now! - Ago/

34 Lâmpadas de Descarga A luz de uma lâmpada de descarga não e produzida pelo aquecimento de um filamento, mas pela excitação de um gás (um vapor de metal ou uma mistura de diversos gases e vapores) dentro de um tubo de descarga. - Lâmpadas Fluorescentes As lâmpadas fluorescentes consistem de um bulbo cilíndrico de vidro, tendo em seu interior vapor de mercúrio ou argônio a baixa pressão e as paredes internas do tubo são recoberta por fósforo. Espirais de tungstênio, revestidas com uma substância emissora de elétrons, formam os eletrodos em cada uma das extremidades do tubo. Quando uma diferença de potencial elétrico é aplicada, os elétrons passam de um eletrodo para o outro, criando um fluxo de corrente denominado de arco voltaico ou descarga elétrica. Esses elétrons chocam-se com os átomos de argônio, os quais, por sua vez, emitem mais elétrons. Os elétrons chocam-se com os átomos do vapor de mercúrio e os energizam, causando a emissão de radiação ultravioleta (UV). Quando os raios ultravioletas atingem a camada fosforosa, que reveste a parede do tubo, ocorre a fluorescência, emitindo radiação eletromagnética na região do visível. Esquema de funcionamento das lâmpadas. Durão Jr. Luminotécnica Básica Portal Lighting Now! - Ago/

35 As lâmpadas fluorescentes dependem de um equipamento auxiliar para o seu funcionamento: Os reatores. Os reatores servem para limitar a corrente e adequar as tensões para o perfeito funcionamento das lâmpadas. Os tipos de reatores encontrados no mercado são: eletromagnéticos e eletrônicos. A correta aplicação dos reatores garante um melhor desempenho para os projetos elétrico e luminotécnico, contribuindo diretamente para a manutenção do fluxo luminoso e a vida útil da lâmpada. Nota: Para dimerizar uma lâmpada fluorescente é preciso que seu reator seja dimerizável. Tipos de Lâmpadas Fluorescentes Existe atualmente uma imensa gama de tipos de lâmpadas fluorescentes, desde tubulares, até compactas ou de formato circulares, podendo o projetista optar conforme suas necessidades e preferências. Vale dizer, que sempre ao se pensar em um projeto de iluminação, é mais que adequado consultar os catálogos atualizados dos diversos fabricantes de lâmpadas para obter informações sobre os últimos lançamentos e características como: Temperatura de cor, Potência, Fluxo Luminosa, Esquema de Ligação, Equipamentos Auxiliares, etc. Tubulares Circulares Compactas (reator integrado) Compactas (reator externo) Luminotécnica Básica Portal Lighting Now! - Ago/

36 - Lâmpada Vapor de Mercúrio Tem uma aparência branca azulada. A radiação de energia fica na região visível do espectro nos comprimentos de onda de amarelo, verde e azul. Quando se aplica fósforo na camada interna do bulbo consegue-se também o vermelho melhorando a reprodução de cores. Eficiência de lm/w e IRC de 40 a 48. É utilizada em iluminação pública e industrial. - Lâmpada Vapor Metálico Similar em construção a lâmpada de mercúrio tendo, porém, um melhoramento substancial na sua eficiência (70 a 95 lm/w) e reprodução de cor (acima de 90). Além do reator, esta lâmpada necessita de uma tensão maior do que a fornecida pela rede para iniciar a descarga. Para isso utilizamos um equipamento auxiliar de partida: O ignitor. Utilizada na iluminação de estádios e ginásios de esporte, iluminação pública, estacionamentos, etc. A nova geração de lâmpadas de vapor metálico tem enorme aplicação para iluminação interna e externa, inclusive fachadas. Podem apresentar bulbo de vidro comum, de quartzo e cerâmico, com e sem filtragem de UV. Temperaturas de cor de 3000K e 4.000K com vida útil entre 8 e 10 mil horas. - Lâmpada Vapor de Sódio Tem radiação quase monocromática, na faixa do amarelo (570), alta eficiência luminosa (200 lm/w) e longa vida. Muito utilizadas em vias públicas, estacionamentos e galpões onde a necessidade de reprodução de cores não é essencial. Aplicações: Iluminação pública e demais locais que priorizem a alta eficiência do sistema, uma vez que as lâmpadas de vapor de sódio são as mais eficientes do mercado. Apresentam qualidade de luz regular (IRC<25). Luminotécnica Básica Portal Lighting Now! - Ago/

37 - Lâmpada Mista A lâmpada de luz mista consiste em um bulbo preenchido com gás, revestido na parede interna com um fósforo, contendo um tubo de descarga ligado em série a um filamento de tungstênio. Não necessita de equipamento auxiliar para seu funcionamento, sua ligação é feita diretamente à rede e opera em 220 V. Possui IRC 61 a IRC 63 conforme modelo, cor amarela e eficiência de até 22 lm/w. Aplicações: Iluminação de locais que necessitem de grande quantidade de luz, praticidade na instalação e baixo custo inicial, não se preocupando com a eficiência do sistema. Lâmpadas de Descarga Lâmpadas de LEDs As lâmpadas de LEDs estão vindo com a promessa de substituir as lâmpadas convencionais e em muitos casos já fazem isso muito bem, porém quando falamos de potência a briga começa a ficar pesada. Uma coisa em que os LEDs são fantásticos é na sua eficiência (lm/w), mas quando comparamos com lâmpadas de alto fluxo luminoso, os LEDs até conseguem, mas a pergunta que não quer calar é: Com que custo? A comparação mais freqüente é a da lâmpada de LEDs com uma dicróica. Talvez seja porque as lâmpadas mais comuns em LEDs têm este formato e são focais também. Vamos analisar os dados de 3 lâmpadas da Philips. Luminotécnica Básica Portal Lighting Now! - Ago/

38 Modelo Facho Watts Tensão Cd K Cd/W IRC VU Dicróica 36F 50w 36º 50W 12Vac Dicróica 36F 20w 36º 20W 12Vac Master Led 24º 4W 12Vac , Pela tabela vemos que a lâmpada de LEDs, em intensidade luminosa comparada com uma dicróica de 20watts é superior, além de consumir 5 vezes menos energia e ter uma vida útil 22 vezes maior. Neste caso a substituição em retrofit é mais do que perfeita, mas quando comparamos com o usual, que é a dicróica de 50watts, a intensidade é mais do que 2 vezes menor. Dicróica Essential 20W Master Led 4W Podemos colocar então 2 lâmpadas de LEDs para fazer o serviço, certo? Pode ser uma ideia, mas nossa relação de investimento inicial sobe. Podemos ainda substituir a dicróica por outro modelo mais potente, certo? Perfeito, mas você vai perceber que uma maior potência em LEDs não cabe no mesmo formato de lâmpada dicróica e talvez você não tenha espaço físico suficiente. Dicróica Essential 50W MASTER LED Twist 7W Luminotécnica Básica Portal Lighting Now! - Ago/

39 Vale a pena ressaltar que a comparação somente pela intensidade luminosa não é correta, ou talvez justa, pois outros atributos e características imbatíveis nos LEDs não podem ser negligenciados: - Longa Vida Útil; - Alta Eficiência; - Ausência de Calor (influência direta no conforto e carga térmica do ar condicionado); - Ausência e UV; - Menor Consumo; - Menor Custo de Manutenção; - Apelos Sustentáveis. E quando estamos falando de projeto de iluminação com LEDs devemos tirar partido de tais características e benefícios funcionais. As lâmpadas convencionais ficam no teto e por isso precisam de grande potência para chegar ao plano de trabalho. Com muita potência, se tornam mais quentes e ai começamos a pensar que é mesmo prudente que elas estejam longe de nós, trazendonos segurança. Com LEDs, estas fontes de luz poderiam se aproximar dos usuários, pois não oferecem o perigo do calor (se queimar na lâmpada) e estando mais próximas do plano de trabalho, oferecem melhores níveis de iluminamento resolvendo de imediato o problema de falta de potência. Talvez a deficiência dos LEDs seja culpa de nossas limitações quando de frente ao novo. Precisamos mudar estes paradigmas projetuais? Hoje os LEDs são mais eficientes que as lâmpadas incandescentes e halógenas, porém menos eficientes que as fluorescentes e de descarga. A tendência e que daqui a 5 ou 10 anos eles sejam mais eficientes do que qualquer outra fonte de luz artificial. Luminotécnica Básica Portal Lighting Now! - Ago/

40 AR 111 Led - Brilia PAR 20 Led - GE Parathom - Osram Master Led A55 - Philips UltraLed EA 55 - Golden PAR 30 Led - AG T5 Led - Guimar Vela Led - Ourolux Lamina Ceramics RGB LED - Avant MR16 Led - Ledmax G60 80 LC Light JDR Power LED - FLC PAR 30 Led - Germany PAR 20 Led - Lumiled MR 11 Led -LLUM Luminotécnica Básica Portal Lighting Now! - Ago/

41 3.2.2 LEDs Os LEDs são reconhecidos como precursores de uma nova era tecnológica na área de iluminação, graças a diversas vantagens que oferecem em relação às fontes de iluminação convencionais. Estes dispositivos representam uma ruptura na iluminação artificial tradicional, introduzindo novos paradigmas e possibilidades de iluminar. Os diodos emissores de luz - dispositivos conhecidos pela abreviatura em língua inglesa LEDs (Light Emiting Diodes) - são fontes luminosas para iluminação artificial. LEDs são semicondutores em estado sólido que convertem energia elétrica diretamente em luz. A obtenção da luz através de LEDs ocorre quando os mesmos são diretamente polarizados, permitindo a passagem de uma corrente elétrica. Os elétrons se movem através da junção PN do semicondutor e se recombinam com as lacunas (cargas positivas). Quando as duas cargas são recombinadas, a luz é emitida. Esquema de emissão de luz de um LED. Luminotécnica Básica Portal Lighting Now! - Ago/

42 Abaixo elencamos vários benefícios que a tecnologia de LEDs podem nos proporcionar: - Vida útil: atualmente os LEDs de boa qualidade têm especificação de h a h com uma perda do fluxo luminoso de 30%, mesmo conceito empregado pelos fabricantes de lâmpadas tradicionais para definir a sua vida útil. - Alta eficiência: hoje os fabricantes de LEDs divulgam eficiências entre 25 a 65 lm/w e já temos divulgação de LEDs em teste com 90 lm/w. - Baixo consumo de energia: é inerente à tecnologia, pois os LEDs atuais consomem pouco, quando comparados às lâmpadas de mercado. Em instalações comerciais o projeto deve considerar a economia proporcionada pela menor emissão de calor ao ambiente o que resultará em menores gastos com refrigeração. - Ausência de radiações de infravermelho: radiações acima de 780nm são basicamente calor. Não há componentes de comprimento de onda da faixa do infravermelho nos LEDs, portanto a luz emitida por eles é "fria", não alterando as cores dos pigmentos dos objetos iluminados. - Ausência de radiações ultravioletas: radiações entre 250nm a 380nm são extremamente danosas. O LED branco é fabricado a partir de um chip com emissão azul recoberto com um fósforo amarelo. O comprimento de onda do LED azul é tipicamente de 472nm, portanto não há componentes na faixa de UV. - Alto índice de reprodução de cor: para os LEDs brancos com temperatura de cor de 3000K, o índice está entre 85 a 90. Já nos LEDs brancos com temperatura de cor em torno de 5000K o índice é 70%. Infelizmente o fluxo luminoso nos LEDs de 3000K é menor que nos de 5000K devido a maior perda introduzida pela camada de fósforo amarelo. Luminotécnica Básica Portal Lighting Now! - Ago/

43 - Disponibilidade de temperaturas de cor de K a 8000 K: isto é excelente, pois compatibiliza os LEDs com as temperaturas de coe usuais na indústria iluminação. - Cores saturadas: o LED emite luz diretamente do material que o compõe em um comprimento de onde específico e monocromático, portando tem maior saturação. - Dimerização: é possível, desde que a fonte de alimentação (driver) permita a dimerização, como nos reatores dimerizaveis de lâmpadas fluorescente. - Custos de manutenção reduzidos: sua vida útil é elevada, permitindo menores custos de reposição, mão de obra, paradas não programadas no serviço, etc. - Controle de cores: com LEDs em RGB, dimerizando cada um dos canais, obtem-se, por síntese aditiva, uma infinidade de novas cores. - Diversidade de ângulos de abertura de facho: permite aos especificadores escolher os efeitos desejados através do uso de lentes secundárias. - Pequenas dimensões: permite o design de luminárias menores que as tradicionais e introduz novos conceitos. - Aspectos ecológicos: não se utilizam mercúrio, chumbo e outros materiais considerados como potencialmente danosos ao meio ambiente. Infelizmente o processo de fabricação de LEDs ainda utiliza grandes quantidades de energia para a produção dos semicondutores, fato que é parcialmente compensado pela alta quantidade de chips produzida em relação à energia aplicada ao processo. Outro fator determinante é seu tamanho, reduzindo o impacto do descarte do produto na natureza. Luminotécnica Básica Portal Lighting Now! - Ago/

44 - São componentes bastante robustos: possibilita seu uso em ambientes em que outras fontes de luz necessitariam de proteção extra, como automóvel e aplicações outdoor. - Baixa tensão de operação: não chega a ser uma vantagem explícita pois na arquitetura se utiliza um acessório de conversão (fontes de alimentação ou transformadores) da corrente elétrica alternada da rede comercial, mas traz segurança quando os equipamentos são pensados para receber 12 Vca, como por exemplo em aplicações subaquáticas. - Acionamento instantâneo: não há a partida lenta de alguns produtos da iluminação tradicional que necessitam de alguns minutos para operar a 100%, como por exemplo, as lâmpadas de descarga (sódio e multi-vapores metálicos). Os LEDs são apontados frequentemente como o futuro da iluminação e neste ponto há um equívoco, pois já são uma realidade do mercado. Graças às suas características e benefícios, os LEDs não são apenas mais uma opção de fontes de luz. Eles trazem consigo novos conceitos, novas possibilidades de iluminar e uma mudança de paradigma, quando comparados às fontes de luz tradicionais. Luminotécnica Básica Portal Lighting Now! - Ago/

45 3.3 Descarte As preocupações com a sustentabilidade da na iluminação devem ir além da eficiência energética. Como vimos anteriormente, as lâmpadas de descarga utilizam metais que podem causar sérios danos ao homem e ao meio ambiente. Enquanto inteiras, mesmo que queimadas tais lâmpadas não oferecem riscos, mas quando quebradas podem gerar contaminação. Como acontece com as baterias e pilhas é necessária a separação e destinação adequadas das lâmpadas para evitar danos ambientais. O armazenamento, manejo, ruptura e reciclagem deverem ser extremamente controlados. As lâmpadas de LEDs estão sendo classificadas como descarte de eletrônicos, pois são basicamente componentes eletrônicos em sua composição. As compactas com reator incorporado também tem muita eletrônica, além do tubo fluorescente. Veja um vídeo que explica o processo de reciclagem de lâmpadas fluorescente pela empresa Apliquim Tecnologia Ambiental. Links de Empresas de reciclagem de Lâmpadas: Luminotécnica Básica Portal Lighting Now! - Ago/

46 Capítulo 4 Luminárias As luminárias têm um papel extremamente importante em um sistema de iluminação, pois elas contribuem diretamente para uma distribuição eficiente da luz no ambiente e o conforto visual das pessoas. Os requisitos básicos de uma boa luminária são: - Proporcionar suporte e conexão elétrica das lâmpadas; - Controlar e distribuir a luz; - Ter um bom rendimento; - Manter a temperatura de operação da lâmpada dentro dos limites estabelecidos; - Facilitar a instalação e a conservação; -Ser esteticamente agradável; - Evitar o desconforto luminoso (ofuscamento) -Proteger as lâmpadas e equipamentos auxiliares (Índice de Proteção IP). Uma luminária eficiente otimiza o desempenho das lâmpadas. Ao avaliar uma luminária, a sua eficiência e suas características de emissão são de considerável importância. O rendimento é a divisão entre o fluxo luminoso irradiado pela luminária e o fluxo luminoso total da lâmpada. Caso a luminária não disponha de um refletor adequado para a lâmpada ou o refletor não seja de boa qualidade de reflexão, grande parte do fluxo luminoso da lâmpada não será refletida no ambiente e, consequentemente, haverá desperdício da luz e baixo rendimento luminoso. Uma luminária de alto rendimento luminoso possui refletor perfeitamente dimensionado para a lâmpada e excelente reflexão, o que proporciona um alto aproveitamento da luz e, consequentemente, permite reduzir o número de luminárias e lâmpadas em um projeto de iluminação de ambiente. Luminotécnica Básica Portal Lighting Now! - Ago/

47 Quando se avalia a distribuição da luz a partir da luminária, deve-se considerar como ela controla o brilho, assim como a proporção dos lumens da lâmpada que chegam ao plano de trabalho. A luminária pode modificar, controlar, distribuir e filtrar o fluxo luminoso emitido pelas lâmpadas, desviá-lo para certas direções (refletores) ou reduzir a quantidade de luz em certas direções para diminuir o ofuscamento (difusores). Exemplo de refletores e distribuição da luz Imagem Internet A fotometria é um fator importantíssimo em uma luminária, pois sem ela fica praticamente impossível inseri-la tecnicamente em um projeto. Sem este dado o trabalho projetual é feito de forma empírica e os resultados podem não ser satisfatórios. Uma luminária que não tem sua curva fotométrica não pode ser considerada uma luminária técnica. Quando tratamos de luminárias decorativas, não podemos exigir que esse tipo de produto apresente desempenho ou performance adequados ou aferidos. Luminotécnica Básica Portal Lighting Now! - Ago/

48 A tabela a seguir apresenta a classificação proposta pela CIE (Commission Internacionale d'eclairage) de luminárias para a iluminação geral, de acordo com o direcionamento do fluxo luminoso total para cima ou para baixo de um plano horizontal de referência. Classificação da Fluxo luminoso em relação ao plano horizontal (%) Luminária Para o teto Para o plano de trabalho Direta Semi-direta Indireta Semi-indireta Difusa Exemplo gráfico da classificação das luminárias - Osram Luminotécnica Básica Portal Lighting Now! - Ago/

49 Tabela de Grau de Proteção (IP) Trata-se do grau de proteção (IP), apresentado na norma NBR IEC Graus de proteção para invólucros de equipamentos elétricos (códigos IP). Tab. I - Graus de proteção contra a penetração de objetos sólidos estranhos indicados pelo primeiro numeral característico Numeral Descrição sucinta do grau de proteção 0 Não protegido 1 Protegido contra objetos sólidos de Ø 50 mm e maior 2 Protegido contra objetos sólidos de Ø 12 mm e maior 3 Protegido contra objetos sólidos de Ø 2,5 mm e maior 4 Protegido contra objetos sólidos de Ø 1,0 mm e maior 5 Protegido contra poeira 6 Totalmente protegido contra poeira Tab. II - Graus de proteção contra a penetração de água indicados pelo segundo numeral característico Numeral Descrição sucinta do grau de proteção 0 Não protegido 1 Protegido contra gotas d'água caindo verticalmente 2 Protegido contra de gotas d'água caindo verticalmente com invólucro inclinado até 15 3 Protegido contra aspersão d'água 4 Protegido contra projeção d'água 5 Protegido contra jatos d'água 6 Protegido contra jatos potentes d'água 7 Protegido contra efeitos de imersão temporária em água 8 Protegido contra efeitos de imersão contínua em água Fonte: Revista Eletricidade Moderna (EM), julho, 2005 IP65 Indica que a luminária é hermética contra poeira (6) e resistente a jatos de água (5). Luminotécnica Básica Portal Lighting Now! - Ago/

50 Capítulo 5 Controles de Iluminação 5.1 Introdução Desde a descoberta do fogo, o que o tornou verdadeiramente uma fonte de luz artificial foi mantê-lo sobre controle. Acender, diminuir e aumentar sua intensidade e apagá-lo passou a ser uma necessidade primordial. Comprando, acender e apagar são funções de nossos interruptores simples e diminuir ou aumentar a intensidade, é o que chamamos de dimerização. Controlar a iluminação vai além desta simples intervenção no fornecimento de energia para as lâmpadas. Controlar proporciona conforto, bem estar, segurança, promove a qualidade da luz, equaliza sua quantidade e reduz o consumo de energia. A tecnologia é uma forte aliada nesta tarefa e com sistemas de controles inteligentes, podemos programar ciclos de atividade mantendo acessas ou apagando a iluminação durante períodos pré-determinados, sentir a presença do indivíduo e controlar a iluminação, equalizar automaticamente a luz artificial em detrimento a luz natural que invade o ambiente, mantendo níveis de iluminamento adequados às tarefas programadas, enfim, sem controle é impossível pensar em iluminação. Luminotécnica Básica Portal Lighting Now! - Ago/

51 5.2 Interruptores O interruptor é o equipamento mais simples e conhecido dos controles de iluminação. O acionamento, a rigor é manual e local, promovendo o ligar e desligar os circuitos. Seu princípio de funcionamento consiste em interromper o fornecimento de energia às lâmpadas cortando a fase de alimentação. Diagrama de instalação Interruptor Simples Lighting Now Os interruptores podem ser Simples, Duplos, Triplos e por último os modulares que você pode configurar a quantidade de acionamentos que precisar. Os interruptores paralelos, mais conhecidos como tri way, são muito utilizados em escadas, salas e corredores, onde existe a necessidade de comandar o mesmo ponto de luz por dois interruptores distintos. Exemplo do uso de um Interruptor Paralelo Elétrica.info Luminotécnica Básica Portal Lighting Now! - Ago/

52 A seguir, apresentamos o diagrama elétrico da instalação de um interruptor paralelo. Diagrama de instalação Interruptor Paralelo Lighting Now Quando existir a necessidade de comandar o mesmo ponto de luz por três interruptores distintos, utilizamos um interruptor intermediário, sistema conhecido como four way. Interruptor Paralelo com 1 intermediário Pial Legrand O interruptor intermediário funciona como um X comutando 4 pontos da seguinte forma: Comutação do Interruptor Intermediário Lighting Now Luminotécnica Básica Portal Lighting Now! - Ago/