História e Conceitos de Iluminação

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1 Universidade Estácio de Sá Pós-graduação em Projetos de Iluminação História e Conceitos de Iluminação (Material didático de apoio à disciplina) Docente: Luís Antônio Greno Barbosa Arquiteto M.Sc. Rio de Janeiro Maio 2007

2 História e Conceitos de Iluminação - Univ. Estácio de Sá - Projetos de Iluminação 1 Projeto de Iluminação Sumário 1) Avaliações e Conceitos Preliminares...2 2) Concepção do Projeto de Iluminação...3 3) Qualidade da Iluminação...4 4) Categorias de Critérios para Qualidade...5 5) Diretrizes para a Qualidade da Iluminação...6 6) NBR 5413 Norma Brasileira para Iluminância de Interiores ) Método do Fluxo Luminoso / Método dos Lúmens ) Método das Cavidades Zonais ) Método ponto por ponto...14 Referências...15

3 História e Conceitos de Iluminação - Univ. Estácio de Sá - Projetos de Iluminação 2 Projeto de Iluminação Qualidade da luz (subjetiva não possui medições numéricas) Quantidade da luz (objetiva - pode ser medida numericamente) está contida no conceito de Qualidade. 1) Avaliações e Conceitos Preliminares Necessidades Humanas Visibilidade Tarefa Conforto visual Agradabilidade Saúde e bem-estar Avaliação estética Arquitetura Forma Composição Estilo Normas técnicas e legislação Custos e relação com o Ambiente Instalação Manutenção Operação Consumo de energia Proteção do ambiente Considerações do Projeto Desempenho visual Conforto visual e agradabilidade Economia

4 História e Conceitos de Iluminação - Univ. Estácio de Sá - Projetos de Iluminação 3 Critérios do Projeto Iluminância Distribuição de iluminâncias no campo visual Ofuscamento Modelagem Qualidade das cores Estética do material 2) Concepção do Projeto de Iluminação Forma Área iluminada, textura Cor Cor do objeto, TCC, IRC Aplicação Tema, exibição, pesquisa Dimensão Espaço, despesas projeto, Criação da Iluminação Execução Maquetes Plantas, Desenhos Instalação Focalização

5 História e Conceitos de Iluminação - Univ. Estácio de Sá - Projetos de Iluminação 4 3) Qualidade da Iluminação O bom projeto de iluminação depende da boa relação entre o cliente, o arquiteto, o projetista, o fornecedor e o executor da obra. A iluminação afeta profundamente as reações humanas ao ambiente e estas reações podem variar desde a visão do óbvio, como também da beleza dramática de uma paisagem iluminada, ou da resposta emocional provocada por um candelabro com velas em uma mesa de jantar, as influencias provocadas na produtividade dos ocupantes de um escritório ou nas vendas em uma loja varejo. O exercício do lighting design é fruto de uma mistura entre as técnicas de iluminação das artes cênicas e dos métodos usados para a iluminação de arquitetura, sendo o profissional qualificado por sua habilidade, na intuição e na engenhosidade, em proporcionar uma iluminação de alta qualidade, pelo menos nos projetos nos quais a aparência e a resultante no animo dos ocupantes for importante. Pesquisas recentes, referentes à filosofia da iluminação e pesquisas quanto ao conceito de qualidade da iluminação, evidenciam a sua importância, colocando-a no mesmo plano, e, portanto não superior, ao conceito da quantidade da iluminação, não obstante as dificuldades em defini-la. Apesar de inúmeras tentativas na criação de medidas numéricas, para sua avaliação e classificação, resta a qualidade da luz observar algumas grandezas físicas, combinadas e colocadas numa ordenação particular, observando os numerosos fatores que envolvem espaços, acabamentos e atividades exercidas. O atual desafio dos pesquisadores e interessados nesta área, e prover de forma mais objetiva medidas para mensurar a qualidade da iluminação e, assim, possibilitar o grande sucesso dos projetos que a observam, permitindo seu desenvolvimento, análise e crítica com maior clareza e objetividade. Neste desafio, surgiram os procedimentos recomendados para projeto, apresentados na 9ª edição do IESNA Lighting Handbook, que estão baseados, substancialmente, no conceito de qualidade da iluminação e abrangem as convicções e descobertas sobre a qualidade da iluminação e sua aplicação às tipologias da edificação e as atividades exercidas nos locais. Infelizmente a obediências a esses preceitos não é, ainda, a garantia plena de uma excelente iluminação. Este é um dilema para os projetistas, como pode um excelente projeto de iluminação não ser ainda realizado como um perfeito projeto de iluminação?

6 História e Conceitos de Iluminação - Univ. Estácio de Sá - Projetos de Iluminação 5 Peter Boyce, professor do Lighting Research Center, no EUA, ajudanos a tentar entender estas diferenças, ao descrever três categorias de qualidade na iluminação: ILUMINAÇÃO RUIM quando o sistema de iluminação sofre defeitos de qualidade. ILUMINAÇÃO IMPARCIAL quando o sistema de iluminação não tem defeitos de qualidade. ILUMINAÇÃO EXCELENTE quando o sistema de iluminação está tecnicamente correto, sem defeitos, e estimula os sentido do observador, atingindo o estado da arte. 4) Categorias de Critérios para Qualidade Os critérios utilizados para a elaboração das DIRETRIZES AVANÇADAS PARA ILUMINAÇÃO, baseados na 9ª edição do IESNA Lighting Handbook, podem ser divididos em três categorias básicas: Distribuição da Luz: Iluminação de tarefas e do ambiente. Integração com a iluminação natural. Poluição luminosa e luz abusiva. Considerações sobre o Ambiente e Local de Tarefa: Flexibilidade. Aparência do local e das luminárias. Aparência da cor. Luminância das superfícies do local. Tremulação da luz. Ofuscamento direto Ofuscamento refletido Iluminação sobre as Pessoas e Objetos: Modelagem de feições e objetos. Características das superfícies. Pontos de destaque e interesse. Cintilamento.

7 História e Conceitos de Iluminação - Univ. Estácio de Sá - Projetos de Iluminação 6 5) Diretrizes para a Qualidade da Iluminação Aparência do Local e das Luminárias Estilos de luminária de acordo com o estilo da decoração / arquitetura. Poluição visual, confusão, interferência. Luminárias embutidas ou aparentes. Sistemas de iluminação auxiliam na formação da imagem do espaço (casual, luxuosa, industrial, modernista). Aparência e Contraste de Cor Afeta a visibilidade e a estética do ambiente. Temperatura de Cor (cromaticidade) Índice de Reprodução de Cor (IRC) Diferença entre a cor da superfície de tarefa e o fundo. Curva de Kruithof (amenidades) Atualmente preferência por temp. entre K e K Escritórios, ambulatórios e ensino IRC mínimo de 70 Lojas, alimentação e pessoas IRC mínimo de 80 Indústrias - IRC mínimo de 50 Museus, confecções e gráficas IRC mínimo de 90 Influência das latitudes (geográficas) na escolha da cor Influencia da TC na percepção do conforto térmico IRC = qualidade da cor 100% = luz natural e fonte padrão CIE Influência dos filmes e tratamentos nos vidros das janelas Classes de temperatura de cor: Morna Neutra Fria Muito Fria Gélida Controle e Integração da Luz Natural Visão do ao ar livre é importante por razões psicológicas e fisiológicas. Tempo e clima.

8 História e Conceitos de Iluminação - Univ. Estácio de Sá - Projetos de Iluminação 7 Olhar objetos distantes, permitindo as pessoas relaxar os músculos dos olhos. Controle da quantidade da luz natural ofuscamento e calor. Uso da iluminação natural como luz geral. Conservação de energia Controle automatizado da luz artificial Acendimento individualizado Compatibilidade entre a cor das fontes de luz Ofuscamento Direto Visão direta da fonte de luz (natural ou artificial) Desconforto e interferência na visibilidade. Ofuscamento desabilitador. Evitar visão direta da fonte de luz dentro de um ângulo entre 0º e 40º com a horizontal Brilho exagerado da fonte de luz fontes de pequenas dimensões Luminárias de corpo profundo - Grelhas Curvas de limites de ofuscamento Efeitos de Tremulação e Estroboscópico Luz bruxuleante visão periférica. Freqüências mais altas evitam o efeito estroboscópico. Objetos em movimento cíclico parecem parados. Persistência da fluorescência com o uso de modernos pós fluorescentes. Baixa voltagem provoca tremulação. Reatores eletrônicos evitam o efeito estroboscópicos (alta-freqüência) Distribuição da Luz nas Superfícies Padrões de distribuição de luz. Repetição. Erros da modelagem do ambiente pela iluminação Sombras sobre áreas de tarefas. Evitar excesso de sombra ou de brilho. Luminárias embutidas próximas às paredes criam conchas de luz e espaços de sombra. Luzes dirigidas para o teto, com menos de 60 cm de distância para o teto, ocasionam manchas de luz. Desequilíbrio da iluminância de teto, parede e piso (grandes variações). Desalinhamento entre a malha das luminárias no teto e o alinhamento desta

9 História e Conceitos de Iluminação - Univ. Estácio de Sá - Projetos de Iluminação 8 com as paredes ou variações na modulação das luminárias. Aproximação em excesso das luminárias da parede. Uniformidade da Iluminação no plano da tarefa Distribuição da luz no local da tarefa Estabelecer a iluminância efetiva entre 1/3 e 2/3 do total desejado, completando com a iluminação geral do ambiente. Evitar fadiga visual. Luminância das Superfícies do Ambiente Percepção do brilho do ambiente. Aproximação da luminância das paredes e do teto da luminância do local da tarefa. A luminância entre as superfícies do ambiente e a luminância do fundo da tarefa (papel branco) deve estar entre 1/10 e 10 do nível da tarefa e preferencialmente ser inferior a ela. Evitar grandes contrastes de luminância, utilizando cores com reflexões aproximadas. Luz difusa sobre superfícies claras e redução na utilização de superfícies escuras. Modelagem dos Objetos e Feições As sombras e luzes de destaque provocam uma melhor percepção de objetos tridimensionais, evidenciando profundidade, forma e textura. Comunicação visual, sem palavras. Luz de cima sombras Luz indireta ausência de sombras. A luz direta do Sol acentua a modelagem e a luz do céu difuso iguala a iluminação, reduzindo a modelagem. Uma mistura entre luz direcional e luz indireta é interessante, e a luz direta pode corresponder a no mínimo 20-25% do total. Pontos de Destaque A vista é atraída para os pontos mais claros (iluminados) de um ambiente, com variações superiores a 10 vezes das superfícies próximas. Reflexão de Ofuscamentos Ofuscamentos desabilitadores estão associados a superfícies brilhantes, que propiciam reflexões especulares (papéis brilhantes, monitores de vídeo, canetas, vernizes). Iluminação indireta cria uma solução uniforme e difusa, uma boa solução para

10 História e Conceitos de Iluminação - Univ. Estácio de Sá - Projetos de Iluminação 9 prevenir ofuscamentos desabilitadores em locais de trabalho. Observar os ângulos críticos de visão, evitando reflexo direto da própria luminária. Atenção especial para os monitores de vídeo. Sombras Sombras podem dificultar a visibilidade da tarefa, se algum detalhe estiver dentro da área sem luz. Sombras realçam a percepção de objetos tridimensionais Iluminação localizada reduz as sombras no local da tarefa. Geometria da Fonte/ Tarefa /Olho Relações entre o ângulo de maior sensibilidade do campo de visão (cone de 60º) do observador, a tarefa e a luminária Percepção e visão periférica. Detecta movimentos no campo de abrangência da visão humana. Brilhância / Reflexos Propositais Está relacionado ao princípio dos pontos de interesse, explorando aqui o brilho de pequenas superfícies. Características da Superfície Destaque das características (textura, cor, relevos) da superfície. Garantir altas refletâncias nas áreas internas de trabalho. Mais iluminância com menos consumo de energia. Transparência e opacidade. Flexibilidade e Controle do Sistema Possibilidade de reposicionar as luminárias em função da modificação do posicionamento do mobiliário ou do uso do local. Luz ligada quando necessária e luz desligada quando não necessária. Sensores para acionamento das luminárias. Versatilidade na ligação elétrica e mecânica das luminárias. Graduação da iluminância. Iluminância Horizontal Densidade do fluxo luminoso sobre uma superfície horizontal. Medido em lux. Altura para mesas 0,75 m.

11 História e Conceitos de Iluminação - Univ. Estácio de Sá - Projetos de Iluminação 10 Iluminância Vertical Densidade do fluxo luminoso sobre uma superfície horizontal. Poluição luminosa e luz transgressiva Poluição luminosa é o excesso de luz que vai na direção ao céu, prejudicando a astronomia e a avaliação do céu noturno Luz transgressiva é aquela que se espraia além do seu objetivo, invadindo outros espaços. 6) NBR 5413 Norma Brasileira para Iluminância de Interiores ILUMINÂNCIAS POR CLASSE DE TAREFAS VISUAIS FAIXAS ILUMINÂNCIA TIPO DE ATIVIDADE (Lux) A - Iluminação geral uso Áreas públicas, com arredores escuros interrupto ou t. visual simples Orientação simples para permanência curta Recintos não usados para trabalhos contínuos: depósitos Tarefas com requisitos visuais limitados, B - Iluminação geral para área de trabalho C - Iluminação adicional para tarefas visuais difíceis bruto de maquinaria, auditórios Tarefas com requisitos normais, médio de maquinaria, escritórios Tarefas com requisitos especiais gravação 2000 manual, indústria de roupas Tarefas visuais exatas e prolongadas, 5000 eletrônica de tamanho médio Tarefas visuais muito exatas, 1000 microeletrônica Tarefas visuais muito específicas, cirurgia FATORES DETERMINANTES DA ILUMINÂNCIA ADEQUADA CARACTERÍSTICAS DA PESO TAREFA E DO OBSERVADOR IDADE Inferior a 40 anos anos Superior a 55 anos VELOCIDADE E PRECISÃO Sem importância Importante Crítica REFLETÂNCIA DO FUNDO Superior a 70% 30% a 70% Inferior a 30% Se o somatório dos valores encontrados for diferente de -1, 0 ou 1 usar os valores superiores ou inferiores da tabela de iluminâncias. Se o resultado for igual a -1, 0 ou 1, utilizar o valor médio

12 História e Conceitos de Iluminação - Univ. Estácio de Sá - Projetos de Iluminação 11 7) Método do Fluxo Luminoso / Método dos Lúmens Φ = S x E (1) Fu x Fd n = Φ (1) φ Φ φ Fluxo luminoso total, em lúmens Fluxo luminoso por luminária, em lúmens S Área do compartimento, em m² E Iluminância, em lux Fu Coeficiente de utilização Fd Fator de depreciação n Número de luminárias Determinação do índice do local (RCL) Determinação do fator de utilização Fu Fator de depreciação Fd (Fd manutenção normal = 20 % Manutenção crítica = 40%, ou informações do fabricante ou ábacos de depreciação)

13 História e Conceitos de Iluminação - Univ. Estácio de Sá - Projetos de Iluminação 12 8) Método das Cavidades Zonais Exemplo: RCL = 5h (L + D) L x D RCL = Índice da cavidade L = comprimento do recinto D = largura do recinto h = altura da cavidade do recinto

14 História e Conceitos de Iluminação - Univ. Estácio de Sá - Projetos de Iluminação 13 Refletâncias dos Materiais e Acabamentos Utilizar os quadros acima para determinação das refletâncias.

15 História e Conceitos de Iluminação - Univ. Estácio de Sá - Projetos de Iluminação 14 9) Método ponto por ponto

16 História e Conceitos de Iluminação - Univ. Estácio de Sá - Projetos de Iluminação 15 Referências ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 5382 VERIFICAÇÃO DE ILUMINÂNCIA DE INTERIORES:PROCEDIMENTO RIO DE JANEIRO: ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR ILUMINÂNCIA DE INTERIORES:PROCEDIMENTO RIO DE JANEIRO: ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR ILUMINAÇÃO:TERMINOLOGIA RIO DE JANEIRO: COSTA, Gilberto José C. Iluminação Econômica: cálculo e avaliação. Porto Alegre: EDIPUCRS, MOREIRA, Vinícius de Araújo. Iluminação e fotometria: teoria e aplicação. São Paulo: Edgard Blücher, OSRAM. Manual Luminotécnico Prático. Osasco; Publicado pela Osram, S/D. PHILIPS N. V., Manual de Alumbrado,.Madri, Paraninfo, 1988 PILOTTO NETO, Egydio. Cor e Iluminação nos Ambientes de Trabalho. São Paulo: Ciência e Tecnologia REA, Mark S et al. The Lighting Handbook. 9ª edição. Nova Iorque: IESNA, SCHWARTZ, Peter M. et al. Advanced Lighting Guidelines. White Salmon: New Building Institute, Inc, VERDUSSEN, Roberto. Ergonomia: a racionalização humanizada do trabalho. Rio de Janeiro: L. Técnicos e Científicos, VIANNA, Nelson Solano; GONÇALVES, Joana Carla. Iluminação e Arquitetura. São Paulo: Virtus S/C Ltda, 2001.