2.01  _luminotecnica_e_lampadas_eletricas_(apostila)
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  • 1. UNIVERSIDADE FEDERAL DE UBERLÂNDIA FACULDADE DE ENGENHARIA ELÉTRICALUMINOTÉCNICA E LÂMPADAS ELÉTRICAS ELABORADO POR: Paula Campos Fadul de Freitas REVISÃO 1: Victor de Paula e Silva REVISÃO 2: Lucas de Araújo Amaral Gustavo Brito de Lima Mauro Guimarães
  • 2. Luminotécnica e Lâmpadas Elétricas Sumário1. Introdução 32. Conceitos básicos de luminotécnica 32.1. Grandezas e conceitos 52.2. Características das lâmpadas e acessórios 82.3. Fatores de desempenho 113. Lâmpadas elétricas 143.1. Considerações gerias 143.2. Lâmpadas incandescentes 153.3. Lâmpadas à descarga 193.3.1. Lâmpadas à descarga de baixa pressão 203.3.2. Lâmpadas à descarga de ata pressão 234. Projeto de iluminação 284.1. Previsão de carga (NBR 5410) 294.2. Métodos de cálculo 304.2.1. Método dos lúmens 304.2.2. Método ponto à ponto 344.3. Exemplos de cálculo de iluminação 37Exercícios Propostos 39Anexo 41Anexo I – NBR 5413:1992 - Iluminância de interiores 42Anexo II – Tipos de luminárias e curvas CDL (LUMINE) 49Anexo III – Eficiência aproximada de luminárias 51Anexo IV – Tabela de eficiência do recinto 52Anexo V – Tipo de luminária x Fator de depreciação 56VI – Luminária Philips TCS 029 57Referências bibliográficas 60 2 Universidade Federal de Uberlândia Faculdade de Engenharia Elétrica
  • 3. Luminotécnica e Lâmpadas Elétricas1. Introdução Apresentaremos inicialmente as principais grandezas físicas utilizadas emluminotécnica. O tema da calorimetria, embora complexo, é abordado brevementeapenas para permitir a introdução dos conceitos de Temperatura de Cor e Índice deReprodução de Cor. Em seguida são apresentados detalhadamente os principais tipos delâmpadas disponíveis atualmente: lâmpadas incandescentes (convencionais ehalógenas) e lâmpadas de descarga (de baixa e de alta pressão). Um objetivoadicional desta seção é mostrar a complexidade relacionada à comparação entre asdiferentes lâmpadas, a qual envolve diversas grandezas tais como eficácialuminosa, reprodução de cores, custo de investimento e custo operacional daslâmpadas. Finalmente apresentam-se os principais aspectos relacionados ao projeto deiluminação, no qual são estabelecidos o tipo e o número de lâmpadas e lumináriasnecessárias para obter uma iluminação adequada em função da aplicação. Sãodiscutidos os principais métodos utilizados em projetos de iluminação: o Método dosLumens e o Método Ponto a Ponto.2. Conceitos Básicos de Luminotécnica Uma fonte de radiação emite ondas eletromagnéticas. Elas possuemdiferentes comprimentos e o olho humano é sensível a somente alguns (entre 380nm a 780 nm). Luz é, portanto, a radiação eletromagnética capaz de produzir umasensação visual. A sensibilidade visual para a luz varia não só de acordo com ocomprimento de onda da radiação, mas também com a luminosidade. A curva desensibilidade do olho humano demonstra que radiações de menor comprimento deonda (violeta e azul) geram maior intensidade de sensação luminosa quando hápouca luz (ex. crepúsculo, noite, etc.), enquanto as radiações de maior comprimentode onda (laranja e vermelho) se comportam ao contrário. Fig. 2.0.1 - Sensibilidade visual do olho humano. 3 Universidade Federal de Uberlândia Faculdade de Engenharia Elétrica
  • 4. Luminotécnica e Lâmpadas Elétricas Figura 2.0.2 - Curva de sensibilidade do olho humano a radiações monocromáticas As radiações infravermelhas são radiações invisíveis ao olho humano e seucomprimento de onda se situa entre 760 nm a 10.000 nm. Caracterizam-se por seforte efeito calorífico e são radiações produzidas normalmente através de resistoresaquecidos ou por lâmpadas incandescentes especiais cujo filamento trabalha emtemperatura mais reduzida (lâmpadas infravermelhas). As radiações infravermelhassão usadas na Medicina no tratamento de luxações, ativamento da circulação, naindústria na secagem de tintas e lacas , na secagem de enrolamentos de motores etransformadores, na secagem de grãos, como trigo e café, etc.Já as radiações ultravioletas caracterizam-se por sua elevada ação química e pelaexcitação da fluorescência de diversas substâncias.Normalmente dividem-se em 3 grupos:- UV-A: Ultravioleta próximo ou luz negra (315 a 400 nm)- UV-B: Ultravioleta intermediário ( 280 a 315 nm)- UV-C: Ultravioleta remoto ou germicida (100 a 280 nm). O UV-A compreende as radiações ultravioletas da luz solar, podendo sergerado artificialmente através de uma descarga elétrica no vapor de mercúrio emalta pressão. Essas radiações não afetam perniciosamente a visão humana, nãopossuem atividades pigmentárias e eritemáticas sobre a pele humana, eatravessam praticamente todos os tipos de vidros comuns. Possuem grandeatividade sobre material fotográfico, de reprodução e heliográfico (l à 380 nm). O UV-B tem elevada atividade pigmentária e eritemática. Produz a vitaminaD, que possui ação anti-raquítica. Esses raios são utilizados unicamente para finsterapêuticos. São também gerados artificialmente por uma descarga elétrica novapor de mercúrio em alta pressão. O UV-C afeta a visão humana, produzindoirritação dos olhos. Essas radiações são absorvidas quase integralmente pelo vidrocomum, que funciona como filtro, motivo pelo qual as lâmpadas germicidaspossuem bulbos de quartzo. 4 Universidade Federal de Uberlândia Faculdade de Engenharia Elétrica
  • 5. Luminotécnica e Lâmpadas Elétricas2.1 Grandezas e Conceitos Luminotécnica é o estudo minucioso das técnicas das fontes de iluminaçãoartificial, através da energia elétrica. Portanto, toda vez que se pensa em fazer umestudo das lâmpadas de um determinado ambiente, está se pensando em fazer umestudo luminotécnico. Na luminotécnica distinguem-se as seguintes grandezas:Intensidade LuminosaSímbolo: IUnidade: candela (cd) Se a fonte luminosa irradiasse a luz uniformemente em todas as direções, oFluxo Luminoso se distribuiria na forma de uma esfera. Tal fato, porém, é quaseimpossível de acontecer, razão pela qual é necessário medir o valor dos lumensemitidos em cada direção. Essa direção é representada por vetores, cujocomprimento indica a Intensidade Luminosa. Em outras palavras é a potência daradiação luminosa em uma dada direção. Como a maioria das lâmpadas nãoapresenta uma distribuição uniformemente em todas as direções é comum o usodas curvas de distribuição luminosa, chamadas CDL´s.Curva de Distribuição LuminosaSímbolo: CDLUnidade: candela (cd) Considerando a fonte de luz reduzida à um ponto no centro de um diagramae que todos os vetores que dela se originam tiverem suas extremidades ligadas porum traço, obtém-se a Curva de Distribuição Luminosa (CDL). Em outras palavras, éa representação da Intensidade Luminosa em todos os ângulos em que ela édirecionada num plano. Para a uniformização dos valores das curvas, geralmenteessas são referidas a 1000 lm. Nesse caso, é necessário multiplicar-se o valorencontrado na CDL pelo Fluxo Luminoso da lâmpada em questão e dividir oresultado por 1000 lm. A curva CDL geralmente é encontrada nos catálogos dosfabricantes de lâmpadas e iluminarias como o mostrado no final deste material.Fluxo LuminosoSímbolo: ϕUnidade: lúmen (lm) É a potência de radiação total emitida por uma fonte de luz em todas asdireções do espaço e capaz de produzir uma sensação de luminosidade através doestímulo da retina ocular. Em outras palavras, é a potência de energia luminosa deuma fonte percebida pelo olho humano. Um lúmen é a energia luminosa irradiada por uma candela sobre umasuperfície esférica de 1 m2 e cujo raio é de 1 m. Assim o fluxo luminoso originadopor uma candela é igual à superfície de uma esfera unitária de raio (r = 1 m). ϕ = 4π.r2 = 12.57 lmAs lâmpadas conforme seu tipo e potência apresentam fluxos luminosos diversos: 5 Universidade Federal de Uberlândia Faculdade de Engenharia Elétrica
  • 6. Luminotécnica e Lâmpadas Elétricas- lâmpada incandescente de 100 W: 1000 lm;- lâmpada fluorescente de 40 W: 1700 a 3250 lm;- lâmpada vapor de mercúrio 250W: 12.700 lm;- lâmpada multi-vapor metálico de 250W: 17.000 lmIluminância (Iluminamento)Símbolo: EUnidade: lux (lx)É a relação entre o fluxo luminoso incidente numa superfície e a superfície sobre aqual este incide; ou seja é a densidade de fluxo luminoso na superfície sobre a qualeste incide. A unidade é o LUX, definido como o iluminamento de uma superfície de1 m² recebendo de uma fonte puntiforme a 1m de distância, na direção normal, umfluxo luminoso de 1 lúmen, uniformemente distribuído. A relação é dada entre a intensidade luminosa e o quadrado da distância, ouainda, entre o fluxo luminoso e a área da superfície. ϕ E= A Na prática, é a quantidade de luz dentro de um ambiente, e pode ser medidacom o auxílio de um luxímetro. Como o fluxo luminoso não é distribuídouniformemente, a iluminância não será a mesma em todos os pontos da área emquestão. Considerasse por isso a iluminância média (Em). Existem normasespecificando o valor mínimo de Em, para ambientes diferenciados pela atividadeexercida relacionados ao conforto visual. A iluminância também é conhecida comonível de iluminação. Abaixo são mostrados valores práticos de iluminância:- Dia ensolarado de verão em local aberto = 100.000 lux- Dia encoberto de verão = 20.000 lux- Dia escuro de inverno = 3.000 lux- Boa iluminação de rua = 20 a 40 lux- Noite de lua cheia = 0,25 lux- Luz de estrelas = 0,01 lux.LuminânciaSímbolo: LUnidade: cd/m2 É um dos conceitos mais abstratos que a luminotécnica apresenta. É atravésda luminância que o homem enxerga. No passado denominava-se de brilhança,querendo significar que a luminância está ligada aos brilhos. A diferença é que aluminância é uma excitação visual, enquanto que o brilho é a resposta visual aluminância é quantitativa e o brilho é sensitivo. É a diferença entre zonas claras eescuras que permite que se aprecie uma escultura; que se aprecie um dia de sol. As partes sombreadas são aquelas que apresentam a menor luminância emoposição às outras mais iluminadas. Luminância liga-se com contrastes, pois a 6 Universidade Federal de Uberlândia Faculdade de Engenharia Elétrica
  • 7. Luminotécnica e Lâmpadas Elétricasleitura de uma página escrita em letras pretas (refletância 10%) sobre um fundobranco (papel, refletância 85%) revela que a luminância das letras é menor do que aluminância do fundo e, assim, a leitura “cansa menos os olhos”. A luminância depende tanto do nível de iluminação ou iluminância quanto dascaracterísticas de reflexão das superfícies. A equação que permite suadeterminação é: I L= A ⋅ cos a Onde: L = Luminância, em cd/m² I = Intensidade Luminosa, em cd A = área projetada, em m² α= ângulo considerado, em graus. Como é difícil medir-se a Intensidade Luminosa que provém de um corpo nãoradiante (através de reflexão), pode-se recorrer à outra fórmula, a saber: ρ ⋅E L= π Onde: ρ= Refletância ou Coeficiente de Reflexão E = Iluminância sobre essa superfície Vale lembrar que o Coeficiente de Reflexão é a relação entre o FluxoLuminoso refletido e o Fluxo Luminoso incidente em uma superfície. Essecoeficiente é geralmente dado em tabelas, cujos valores são função das cores e dosmateriais utilizados. A luminância de uma fonte luminosa ou de uma superfície luminosaestabelece a reação visual da vista. Quando a luz de uma fonte ou de umasuperfície que reflete a luz, atinge a vista com elevada luminância, então ocorre oofuscamento, sempre que a luminância é superior a 1 sb. As luminâncias preferenciais em um ambiente de trabalho pode variar entreas pessoas, principalmente se estiverem desenvolvendo tarefas diferentes. O melhor conceito de iluminância talvez seja “densidade de luz necessáriapara realização de uma determinada tarefa visual”. Isto permite supor que existe umvalor ótimo de luz para quantificar um projeto de iluminação. Esses valores relativosa iluminância foram tabelados por atividade. 7 Universidade Federal de Uberlândia Faculdade de Engenharia Elétrica
  • 8. Luminotécnica e Lâmpadas Elétricas2.2 Características das lâmpadas e acessóriosVida Útil de uma Lâmpada É definida pela média aritmética do tempo de duração de cada lâmpadaensaiada e é dado em horas. Comparadas com as lâmpadas incandescentes, aslâmpadas de descarga têm vida média muito mais longa. Ciclos de funcionamentomais curtos partidas mais freqüentes, encurtam a vida das lâmpadas de descarga eos ciclos de funcionamento mais longos, partidas menos freqüentes, aumentam avida. Figura 2.2.1 - Gráfico da vida útil dos principais tipos de lâmpadasEficiência Luminosa ou EnergéticaSímbolo: ηw (ou K, conforme IES)Unidade: lm/W As lâmpadas se diferenciam entre si não só pelos diferentes FluxosLuminosos que elas irradiam, mas também pelas diferentes potências queconsomem. Para poder compará-las, é necessário que se saiba quantos lumenssão gerados por watt absorvido, ou seja, a razão entre o fluxo luminoso total emitidoφ e a potência elétrica total P consumida pela mesma. A essa grandeza dá-se onome de Eficiência Energética (antigo “Rendimento Luminoso”). É útil para averiguarmos se um determinado tipo de lâmpada é mais oumenos eficiente do que outro. A Eficiência Luminosa é um indicador da eficiência doprocesso de emissão de luz utilizada sob o ponto de vista do aproveitamentoenergético. 8 Universidade Federal de Uberlândia Faculdade de Engenharia Elétrica
  • 9. Luminotécnica e Lâmpadas Elétricas Figura 2.2.2 - Gráfico da Eficiência Energética dos principais tipos de lâmpadasTemperatura de CorSímbolo: TUnidade: K (Kelvin) No instante que um ferreiro coloca uma peça de ferro no fogo, esta peçapassa a comportar-se segundo a lei de Planck e vai adquirindo diferentescolorações na medida que sua temperatura aumenta. Na temperatura ambiente suacor é escura, tal qual o ferro, mas será vermelha a 800 K, amarelada em 3.000 K,branca azulada em 5.000K. Sua cor será cada vez mais clara até atingir seu pontode fusão. Pode-se então, estabelecer uma correlação entre a temperatura de umafonte luminosa e sua cor, cuja energia do espectro varia segundo a temperatura deseu ponto de fusão. Por exemplo, uma lâmpada incandescente opera comtemperaturas entre 2.700 K e 3.100 K, dependendo do tipo de lâmpada a serescolhido. A temperatura da cor da lâmpada deve ser preferencialmente indicada nocatálogo do fabricante. A observação da experiência acima indica que, quando aquecido o corponegro (radiador integral) emite radiação na forma de um espectro contínuo. No casode uma lâmpada incandescente, grande parte desta radiação é invisível, seja naforma de ultravioletas, seja na forma de calor (infravermelhos), isto é, apenas umapequena porção está na faixa da radiação visível, motivo pelo qual o rendimentodesta fonte luminosa é tão baixo conforme pode ser visto abaixo: 9 Universidade Federal de Uberlândia Faculdade de Engenharia Elétrica
  • 10. Luminotécnica e Lâmpadas Elétricas Figura 2.2.3 - Energia espectral dos radiadores integrais segundo a lei de Planck A figura acima permite observar que quanto maior for a temperatura, maiorserá a energia produzida, sendo que a cor da luz está diretamente relacionada coma temperatura de trabalho (mais fria quanto maior for a temperatura). Um aspecto importante é que a temperatura da cor não pode ser empregadaisoladamente e sim em conjunto com o IRC, mas independentemente desteaspecto, se aceita que cores quentes vão até 3.000K, as cores neutras situam-seentre 3.000 e 4.000K e as cores frias acima deste último valor. As cores quentes são empregadas quando se deseja uma atmosfera íntima,sociável, pessoal e exclusiva (residências, bares, restaurantes, mostruários demercadorias); as cores frias são usadas quando a atmosfera deva ser formal,precisa, limpa (escritórios, recintos de fábricas). Seguindo esta mesma linha deraciocínio, conclui-se que uma iluminação usando cores quentes realça osvermelhos e seus derivados; ao passo que as cores frias, os azuis e seus derivadospróximos. As cores neutras ficam entre as duas e são, em geral, empregadas emambientes comerciais. Abaixo são mostradas as diversas temperaturas de cor. as Figura 2.4 - Tonalidade de Cor e Reprodução de CoresÍndice de reprodução de cores 10 Universidade Federal de Uberlândia Faculdade de Engenharia Elétrica
  • 11. Luminotécnica e Lâmpadas ElétricasSímbolo: IRC ou RaUnidade: R Objetos iluminados podem nos parecer diferente, mesmo se as fontes de luztiverem idêntica tonalidade. As variações de cor dos objetos iluminados sob fontesde luz diferentes podem ser identificadas através de um outro conceito, Reproduçãode Cores, e de sua escala qualitativa Índice de Reprodução de Cores (Ra ou IRC).O mesmo metal sólido, quando aquecido até irradiar luz, foi utilizado comoreferência para se estabelecer níveis de Reprodução de Cor. Define-se que o IRCneste caso seria um número ideal = 100. Sua função é como dar uma nota (de 1 a100) para o desempenho de outras fontes de luz em relação a este padrão.Portanto, quanto maior a diferença na aparência de cor do objeto iluminado emrelação ao padrão (sob a radiação do metal sólido) menor é seu IRC. Com isso,explica-se o fato de lâmpadas de mesma Temperatura de Cor possuírem Índice deReprodução de Cores diferentes. Um IRC em torno de 60 pode ser consideradorazoável, 80 é bom e 90 é excelente. Claro que tudo irá depender da exigência da aplicação que uma lâmpadadeve atender. Um IRC de 60 mostra-se inadequado para uma iluminação de loja,porém, é mais que suficiente para a iluminação de vias públicas. São exemplos deIRC comuns encontrados nas lâmpadas comerciais:Fator de fluxo luminosoSímbolo: BFUnidade: % A maioria das lâmpadas de descarga opera em conjunto com reatores. Nestecaso, observamos que o fluxo luminoso total obtido neste caso depende dodesempenho deste reator. Este desempenho é chamado de fator de fluxo luminoso(Ballast Factor) e pode ser obtido de acordo com a equação: fluxo luminoso obtido BF = fluxo luminoso nominal2.3 Fatores de Desempenho Como geralmente a lâmpada é instalada dentro de luminárias, o FluxoLuminoso final que se apresenta é menor do que o irradiado pela lâmpada, devido àabsorção, reflexão e transmissão da luz pelos materiais com que são construídos. 11 Universidade Federal de Uberlândia Faculdade de Engenharia Elétrica
  • 12. Luminotécnica e Lâmpadas Elétricas O Fluxo Luminoso emitido pela luminária é avaliado através da Eficiência daLuminária. Isto é, o Fluxo Luminoso da luminária em serviço dividido pelo FluxoLuminoso da lâmpada.Eficiência de luminária (rendimento da luminária) (ηL) “Razão do Fluxo Luminoso emitido por uma luminária, medido sob condiçõespráticas especificadas, para a soma dos Fluxos individuais das lâmpadasfuncionando fora da luminária em condições específicas”.Esse valor é normalmente,indicado pelos fabricantes de luminárias. Dependendo das qualidades físicas dorecinto em que a luminária será instalada, o Fluxo Luminoso de que dela emanapoderá se propagar mais facilmente, dependendo da absorção e reflexão dosmateriais e da trajetória que percorrerá até alcançar o plano de trabalho. Essacondição de mais ou menos favorabilidade é avaliada pela Eficiência do Recinto.Eficiência do Recinto (ηR) O valor da Eficiência do Recinto é dado por tabelas, contidas no catálogo dofabricante onde se relacionam os valores de Coeficiente de Reflexão do teto,paredes e piso, com a Curva de Distribuição Luminosa da luminária utilizada e oÍndice do Recinto.Índice do Recinto (K) O Índice do Recinto é a relação entre as dimensões do local, dada por: a⋅b 3⋅ a ⋅b K= K= h( a + b) 2 ⋅ h (a + b) Para iluminação direta Para iluminação indireta Sendo: a = comprimento do recinto b = largura do recinto h = pé-direito útil h’ = distância do teto ao plano de trabalho Pé-direito útil é o valor do pé-direito total do recinto (H), menos a altura doplano de trabalho (hpl.tr.), menos a altura do pendente da luminária (hpend). Isto é, adistância real entre a luminária e o plano de trabalho (Figura 3). 12 Universidade Federal de Uberlândia Faculdade de Engenharia Elétrica
  • 13. Luminotécnica e Lâmpadas Elétricas Figura 2.5 - Representação do pé direito útil Como já visto, o Fluxo Luminoso emitido por uma lâmpada sofre influência dotipo de luminária e a conformação física do recinto onde ele se propagará.Fator de Utilização (Fu) O Fluxo Luminoso final (útil) que incidirá sobre o plano de trabalho, é avaliadopelo Fator de Utilização. Ele indica, portanto, a eficiência luminosa do conjuntolâmpada, luminária e recinto. O produto da Eficiência do Recinto,ηR (anexo III, pág. 52) pela Eficiência daLuminária, ηL(pág. 51) nos dá o Fator de Utilização (Fu). Fu = η L .η R Determinados catálogos indicam tabelas de Fator de Utilização direto parasuas luminárias. Apesar de estas serem semelhantes às tabelas de Eficiência doRecinto, os valores nelas encontrados não precisam ser multiplicados pelaEficiência da Luminária, uma vez que cada tabela é específica para uma luminária ejá considera a sua perda na emissão do Fluxo Luminoso.Fator ou índice de Reflexão É a relação entre o fluxo luminoso refletido e o incidente, ou ainda, é aporcentagem de luz refletida por uma superfície em relação à luz incidente. Devemser considerados os índices de reflexão do teto, paredes e piso. Tabela 2.1 - Índices de Reflexão Refletâncias das diversas cores Branco 75 a 85% Marfim 63 a 80% Creme 56 a 72% Amarelo claro 64 a 75% Marrom 17 a 41% Verde claro 50 a 65% 13 Universidade Federal de Uberlândia Faculdade de Engenharia Elétrica
  • 14. Luminotécnica e Lâmpadas Elétricas Verde escuro 10 a 22% Azul claro 50 a 60% Rosa 50 a 58% Vermelho 10 a 20% Cinza 40 a 50% Tabela 2.2 - Índices de Reflexão para diversos materiais.Fator de Depreciação (Fd) Com o tempo, paredes e tetos ficarão empoeirados e sujos e, com isso, osequipamentos de iluminação acumularão poeira, fazendo com que menosquantidade de luz seja fornecida por estes equipamentos. Alguns desses fatorespoderão ser eliminados por meio de manutenção. Na prática, para amenizar-se oefeito desses fatores e admitindo-se uma boa manutenção periódica, podem-seadotar os valores de depreciação constantes na tabela abaixo. Período de Manutenção AMBENTE 2.500 h 5.000 h 7.500 h Limpo 0,95 0,91 0,88 Normal 0,91 0,85 0,80 Sujo 0,80 0,66 0,57 Tabela 2.3 – Fator de depreciação3. Lâmpadas Elétricas3.1 Considerações Gerais As lâmpadas comerciais utilizadas para iluminação são caracterizadas pelapotência elétrica absorvida (W), fluxo luminoso produzido (lm), temperatura de cor(K) e índice de reprodução de cor. Em geral as lâmpadas são classificadas, deacordo com o seu mecanismo básico de produção de luz. As com filamentoconvencional ou halógenas produzem luz pela incandescência, assim como o sol.As de descarga aproveitam a luminescência, assim como os relâmpagos e asdescargas atmosféricas. E os diodos utilizam a fotoluminescência, assim como osvaga-lumes. 14 Universidade Federal de Uberlândia Faculdade de Engenharia Elétrica
  • 15. Luminotécnica e Lâmpadas Elétricas Existem ainda as lâmpadas mistas, que combinam incandescência eluminescência, e as fluorescentes, cuja característica é o aproveitamento daluminescência e da fotoluminescência. Os aspectos eficiência luminosa e vida útil são os que mais contribuem paraa eficiência energética de um sistema de iluminação artificial e devem, portanto,merecer grande atenção, seja na elaboração de projetos e reformas, seja naimplantação de programas de conservação e uso eficiente de energia.3.2 Lâmpadas Incandescentes A lâmpada incandescente foi a primeira a ser desenvolvida e ainda hoje éuma das mais difundidas. A luz é produzida por um filamento aquecido pelapassagem de corrente elétrica alternada ou contínua (efeito joule). O filamentoopera em uma temperatura elevada e luz é somente uma parcela da energiairradiada pela transição de elétrons excitados para órbitas de maior energia devido àvibração dos átomos. As primeiras lâmpadas incandescentes surgiram por volta de 1840 eutilizavam filamento de bambu carbonizado no interior de um bulbo de vidro avácuo. Seguiram-se as lâmpadas com filamento de carbono, até que, por volta de1909, Coolidge desenvolveu um método para tornar o tungstênio mais dúctil eadequado para a elaboração de filamentos uniformes por trefilação. A característicade emissão, as propriedades mecânicas e o seu elevado ponto de fusão (3655 K)foram determinantes na escolha do tungstênio como o material mais adequado parafabricação de filamentos para lâmpadas incandescentes. As lâmpadas incandescentes podem ser classificadas de acordo com a suaestrutura interna em convencionais ou halógenas, abordadas neste subitem.Lâmpada Incandescente Tradicional A lâmpada funciona através da passagem de corrente elétrica pelo filamentode tungstênio que, com o aquecimento (efeito joule), gera luz. Este filamento ésustentado por três ou quatro suportes de molibdênio no interior de um bulbo devidro alcalino (suporta temperaturas de até 370 ° C) ou de vidro duro (suportatemperaturas de até 470 ° C), Sua oxidação é evitada pela presença de gás inerte(nitrogênio ou argônio a pressão de 0,8 atm) ou vácuo dentro do bulbo que contémo filamento. O bulbo apresenta diversos formatos, sendo a forma de pêra a maiscomum, podendo ser transparente ou com revestimento interno de fósforo neutrodifusor. 15 Universidade Federal de Uberlândia Faculdade de Engenharia Elétrica
  • 16. Luminotécnica e Lâmpadas Elétricas Figura 3.1 – Lâmpada Incandescente TradicionalA base da lâmpada incandescente têm por finalidade fixar mecanicamente alâmpada em seu suporte e completar a ligação elétrica ao circuito de iluminação. Amaior parte das lâmpadas usa a base de rosca tipo Edison. Elas são designadaspela letra E seguidas de um número que indica aproximadamente seu diâmetroexterno em milímetros. É constituída de uma caneca metálica, geralmente presacom resina epóxi sobre o bulbo. Existem outras padronizações, por exemplo,baioneta e tele-slide, ambas utilizadas em lâmpadas miniatura. As lâmpadasincandescentes de médio e grande porte geralmente utilizam uma base que suportatemperaturas até 250 ° C. A eficácia luminosa resultante cresce com a potência da lâmpada, variandode 7 a 15 lm/W. Estes valores são relativamente baixos, quando comparados comlâmpadas de descarga com fluxo luminoso semelhante. No entanto, esta limitação écompensada, pois possui temperatura de cor agradável, na faixa de 2700K(amarelada) e reprodução de cores 100%. A resistência específica do tungstênio na temperatura de funcionamento dalâmpada (2800 K) é aproximadamente 15 vezes maior do que à temperaturaambiente (25 ° C). Portanto, ao ligar uma lâmpada in candescente, a corrente quecircula pelo seu filamento a frio é quinze vezes a corrente nominal de funcionamentoem regime. A temperatura do filamento sobe rapidamente, atingindo valoreselevados em frações de segundo. Ligações muito freqüentes reduzem a vida útil dalâmpada, pois o filamento geralmente não apresenta um diâmetro constante. Acorrente de partida causa aquecimento excessivo e localizado nos pontos onde aseção do filamento apresenta constrições, provocando seu rompimento. A vida útilde uma lâmpada incandescente comercial é da ordem de 1000 horas. Quando uma lâmpada incandescente é submetida a uma sobretensão, atemperatura de seu filamento, sua eficiência, potência absorvida, fluxo luminoso ecorrente crescem, ao passo que sua vida se reduz drasticamente. As variaçõespodem ser calculadas pelas seguintes expressões empíricas: 16 Universidade Federal de Uberlândia Faculdade de Engenharia Elétrica
  • 17. Luminotécnica e Lâmpadas Elétricas Sendo φ : fluxo luminoso T: temperatura V: tensão L: tempo de vida.Lâmpada Incandescente Halógena As lâmpadas halógenas têm o mesmo princípio de funcionamento daslâmpadas incandescentes convencionais, porém foram incrementadas com aintrodução de gases halógenos (iodo ou bromo) que, dentro do bulbo se combinamcom as partículas de tungstênio desprendidas do filamento. Esta combinação,somada à corrente térmica dentro da lâmpada, faz com que as partículas sedepositem de volta no filamento, criando assim o ciclo regenerativo do halogênio.Porem, este ciclo halógeno só se torna eficaz para temperaturas de filamentoelevadas (3200 K) e para uma temperatura da parede do bulbo externo acima de250 °C. O resultado é uma lâmpada com vantagens adicionais, comparada àsincandescentes tradicionais: • Luz mais branca, brilhante e uniforme durante toda a vida; • Maior eficiência energética (15 lm/W a 25 lm/W); • Vida útil mais longa, variando de 2000 a 4000 horas; • Dimensões menores, da ordem de 10 a 100 vezes. As temperaturas elevadas no filamento só são atingidas com a circulação deum nível mínimo de corrente. Por esta razão, lâmpadas com potências inferiores a50 W são alimentadas em baixa tensão, geralmente 12 V ou 24 V. A Figura 3.2 apresenta uma vista em corte de uma lâmpada halógena de 300W do tipo lapiseira, mostrando as três zonas de temperatura e as reações químicasenvolvidas. Figura 3.2 – Vista em corte de uma lâmpada incandescente halógena do tipo lapiseira 17 Universidade Federal de Uberlândia Faculdade de Engenharia Elétrica
  • 18. Luminotécnica e Lâmpadas Elétricas Lâmpadas halógenas emitem mais radiação ultravioleta que as lâmpadasincandescentes normais, porém os níveis são inferiores aos presentes na luz solar,não oferecendo perigo à saúde. No entanto, deve-se evitar a exposição prolongada das partes sensíveis do corpo à luz direta e concentrada.Refletores Dicróicos A redução de volume torna as lâmpadas halógenas adequadas parailuminação direcionada ("spot light"), bastante usada para iluminação decorativa,porém a irradiação térmica emitida é bastante elevada. Por esta razão, certos tiposde lâmpadas são providos de um refletor espelhado especial, chamado dicróico,que reflete a radiação visível e absorve a radiação infravermelha. Com este tipo de espelho, consegue-se uma redução da ordem de 70% naradiação infravermelha, resultando um feixe de luz emergente "frio" ("cold lightbeam"), ou seja, que não aquece o ambiente. Figura 3.3 – Lâmpada incandescente halógena de 50 W com refletor espelhado dicróicoRecomenda-se os seguintes cuidados em sua instalação:- não tocar o bulbo de quartzo com as mãos para evitar engordura-lo; casonecessário, limpar as manchas com álcool;- nas lâmpadas de maior potência, protegê-las individualmente por fusíveis pois,devido a suas reduzidas dimensões, no fim de sua vida, poderão ocorrer arcoselétricos internos;- verificar a correta ventilação das bases e soquetes, pois temperaturas elevadaspoderão danificá-los e romper a selagem na entrada dos lides;- só instalar a lâmpada na posição para a qual foi projetada.São lâmpadas de grande potência, mais duráveis, de melhor rendimento luminoso,menores dimensões e que reproduzem mais fielmente as cores, sendo todavia,mais caras. São utilizadas para iluminação de praças de esporte, pátios dearmazenamento de mercadorias iluminação externa em geral, teatros, estúdios deTV museus, monumentos, projetores, máquinas de xérox, etc. 18 Universidade Federal de Uberlândia Faculdade de Engenharia Elétrica
  • 19. Luminotécnica e Lâmpadas Elétricas3.3 Lâmpadas de Descarga Nas lâmpadas de descarga utilizadas em iluminação, a luz é produzida pelaradiação emitida pela descarga elétrica através de uma mistura gasosa compostade gases inertes e vapores metálicos. A mistura gasosa encontra-se confinada em um invólucro translúcido (tubo dedescarga) em cujas extremidades encontram-se inseridos eletrodos (hastesmetálicas ou filamentos) que formam a interface entre a descarga e o circuitoelétrico de alimentação. A corrente elétrica através da descarga é formadamajoritariamente por elétrons emitidos pelo eletrodo negativo (catodo) que sãoacelerados por uma diferença de potencial externa em direção ao eletrodo positivo(anodo) gerando colisões com os átomos do vapor metálico. Ao contrário da lâmpada incandescente, na qual o filamento metálico é umcondutor elétrico, na lâmpada a descarga o composto metálico responsável pelaemissão de radiação encontra-se em estado sólido ou líquido na temperaturaambiente e o gás inerte no interior do tubo (conhecido como gás de enchimento ou“filling gas”) é isolante. Portanto, inicialmente é necessário um processo de ignição para orompimento da rigidez dielétrica da coluna gasosa. O calor gerado pela descargaatravés do gás inerte nos instantes iniciais após a partida da lâmpada vaporiza ocomposto metálico. Após a partida, a lâmpada de descarga apresenta uma impedância dinâmica(derivada da tensão em relação à corrente) negativa, ou seja, à medida que acorrente na lâmpada aumenta, a diferença de potencial entre os seus terminaisdiminui. Portanto, toda lâmpada de descarga necessita de um elemento comimpedância positiva ligado em série para estabilizar a corrente no ponto deoperação nominal da lâmpada. Caso contrário, para qualquer variação de tensão dafonte de alimentação, a lâmpada se comportaria como um curto-circuito e a correnteassumiriam valores elevados. O elemento de estabilização é denominado “reator”. Na prática, as lâmpadas a descarga são alimentadas em corrente alternada(C.A.). Desta forma, cada eletrodo assume a função de catodo e anodo em semiciclos consecutivos e a lâmpada passa apresentar uma curva tensão versuscorrente dinâmica, podendo ser modelada por uma resistência não linearequivalente. Por questões de eficiência, a estabilização da corrente em correntealternada não é feita com resistores, utilizando-se no seu lugar uma associação deelementos reativos (capacitores e indutores) para evitar a dissipação desnecessáriade potência ativa. Temos então a eletricidade passando por reator, que joga para dentro dalâmpada uma tensão acima do normal, permitindo que o sistema dê a partida. Oreator serve para dar a partida da lâmpada e também como limitador de corrente. A energia transferida ao átomo pelas colisões elásticas excita elétrons paraórbitas mais elevadas e as colisões inelásticas provocam sua ionização gerandonovos elétrons. A subseqüente transição do átomo para um estado de menorenergia é acompanhada da emissão de radiação. As lâmpadas a descarga podem ser classificadas pela pressão no interior dotubo com a lâmpada em operação em lâmpadas de descarga de baixa pressão elâmpadas de descarga de alta pressão, abordados neste sub-item. 19 Universidade Federal de Uberlândia Faculdade de Engenharia Elétrica
  • 20. Luminotécnica e Lâmpadas Elétricas3.3.1 Lâmpadas de Descarga de Baixa Pressão Existem basicamente dois tipos de lâmpadas comerciais: as lâmpadas dedescarga de baixa pressão de vapor de mercúrio, conhecidas como lâmpadasfluorescentes, e as lâmpadas de descarga de baixa pressão de vapor de sódio.Lâmpadas Fluorescentes Desenvolvida na década de 1940 [4,5] e conhecida comercialmente comolâmpada tubular fluorescente em função da geometria do seu tubo de descarga,este tipo de lâmpada encontra aplicações em praticamente todos os campos deiluminação. O tubo de descarga, de vidro transparente, é revestido internamentecom uma camada de pó branco, genericamente conhecido como "fósforo". O "fósforo" atua como um conversor de radiação, ou seja, absorve umcomprimento de onda específico de radiação ultravioleta, produzida por umadescarga de vapor de mercúrio a baixa pressão, para emitir luz visível. Figura 3.4 – Estrutura interna e princípio de funcionamento de uma LF tubular As lâmpadas fluorescentes comercialmente disponíveis utilizam bulbos devidro transparente, designados por uma letra T (de tubular) seguida de um númeroque indica o seu diâmetro máximo em oitavos de polegada. Por exemplo, T12significa um bulbo tubular com diâmetro de 12/8 polegadas. As características colorimétricas (temperatura de cor correlata, reprodução decores) e a eficácia da lâmpada fluorescente são determinadas pela composição eespessura do pó fluorescente ("fósforo"). Os "fósforos" são compostos que emitemluz por fluorescência quando expostos à radiação ultravioleta. Na década de 1980 foi desenvolvida uma nova família de "fósforos",conhecida comercialmente como "trifósforos", que é constituída de três compostos,cada um com banda de emissão estreita e centrada nos comprimentos de onda doazul, vermelho e verde respectivamente. A combinação adequada destescompostos, junto a uma camada de halofosfato, possibilitou uma melhora no índicede reprodução de cores e um aumento considerável na eficácia luminosa. As lâmpadas fluorescentes de nova geração utilizam um tubo com diâmetromenor (T8 em vez de T12) e o custo mais elevado do tri-fósforo é compensado peloaumento de eficiência resultante. As lâmpadas fluorescentes tubulares são utilizadas para iluminação deinteriores em instalações comerciais, industriais e residenciais. A lâmpadafluorescente não oferece riscos à saúde, pois a quase totalidade da radiaçãoultravioleta emitida pela descarga é absorvida pelo pó fluorescente e pelo vidro dotubo de descarga. 20 Universidade Federal de Uberlândia Faculdade de Engenharia Elétrica
  • 21. Luminotécnica e Lâmpadas ElétricasLâmpadas Fluorescentes Compactas A lâmpada fluorescente compacta CFL (“Compact Fluorescent Lamp”) foiintroduzida no mercado no início da década de 1980 para substituir a lâmpadaincandescente. Estas lâmpadas apresentam alguns detalhes construtivos que asdiferenciam das lâmpadas fluorescentes tubulares convencionais, porém, seuprincípio de funcionamento é idêntico. Os modelos comerciais utilizam um tubo de vidro do tipo T4 ou T5, comrevestimento de “tri-fósforo” e filamentos nas suas extremidades. Existem diversasformas construtivas para o tubo de descarga, sendo duas as mais comuns: um tuboúnico curvado em “U” e dois tubos independentes, unidos por uma ponte. A Figura 3.5 apresenta uma lâmpada fluorescente com dois tubosindependentes, mostrando um de seus filamentos e o percurso da descarga nointerior da lâmpada. Figura 3.5 – Lâmpada fluorescente compacta com “starter” incorporado A lâmpada fluorescente compacta, em geral só apresenta duas conexõeselétricas, uma vez que os filamentos encontram-se ligados em série através de um“starter” (Figura 3.6), o qual fica alojado num invólucro na base da lâmpada. Aestabilização da lâmpada é feita através de um reator indutivo, conectadoexternamente. Algumas lâmpadas já apresentam um reator incorporado na suabase, em geral do tipo rosca Edison, que é utilizada em lâmpadas incandescentes.O reator poder ser indutivo ou eletrônico, sendo este último mais leve de forma areduzir o peso do conjunto. Figura 3.6 – Detalhe do starter 21 Universidade Federal de Uberlândia Faculdade de Engenharia Elétrica
  • 22. Luminotécnica e Lâmpadas ElétricasDe forma generalizada e sucinta podemos descrever sobre o príncipio defuncionamento do conjunto lâmpada e reator. Ao se fechar o interruptor, ocorre no starter uma descarga de efeito corona, oelemento bi metálico aquecido fecha o circuito, a corrente que passa aquece oseletrodos da lâmpada. Depois de fechados os contatos (no starter), cessa adescarga o que provoca rápido esfriamento do bi metálico, que dessa forma abremos contatos e cessa a corrente pelo starter. Em conseqüência da abertura docontato, é gerado no reator uma sobre tensão que faz romper o arco, e o circuitopassa a fechar-se no interior da lâmpada. Os elétrons deslocando-se de umfilamento a outro, esbarram em seu trajeto com átomos do vapor de mercúrio queprovocam liberação de energia luminosa não visível (freqüências muito elevadas)tipo radiação ultravioleta. As radiações em contato com a pintura fluorescente do tubo, produzemradiação luminosa visível. A tensão final no starter é insuficiente para gerar umanova descarga, o que faz com que o mesmo fique fora de serviço, enquanto alâmpada estiver acesa. Como os reatores eletromagnéticos são bobinas (indutâncias), absorvempotência reativa da rede e podem apresentar baixo fator de potência. Para melhoraro fator de potência e eliminar o efeito da interferência em rádio e TV, o starter éprovido de um capacitor ligado em paralelo com o elemento bi metálico. Ainda, paramelhorar o FP e reduzir o efeito estroboscópico pode-se executar uma ligação emparalelo de 2 lâmpadas fluorescentes, utilizando um reator duplo. Neste caso umadas lâmpadas é ligada normalmente com o reator e a outra em série com um reatore um capacitor de compensação constituindo um reator capacitivo.Lâmpadas de Vapor de Sódio de Baixa Pressão A energia emitida concentra-se, na maior parte, em duas linhas próximas deressonância, com comprimentos de onda de 589,0 e 589,6 nm. Como essescomprimentos de onda são próximos daquele para a o qual a vista humanaapresenta um Maximo de acuidade visual, elas possuem grande eficiêncialuminosa. A pressão do vapor dentro do tubo de arco desempenha um papelimportante. Com a pressão muito baixa haverá poucos átomos de sódio nadescarga que se deseja excitar, ao passo que, pressões demasiadamente elevadas,grande parte da radiação de ressonância do átomo de sódio se perde, por auto-absorção na própria descarga. Sua composição espectral, sendo quase monocromática (luz amarela),distorce as cores, impedindo seu uso em iluminação interior. Devido a sua altaeficiência luminosa, são particularmente aplicáveis na iluminação de ruas compouco trafego de pedestres, túneis e auto-estradas. Constam de um tubo de descarga interno, dobrado em forma de U, quecontem gás neônio e 0,5% de argônio em baixa pressão, para facilitar a partida dalâmpada, e uma certa quantidade de sódio metálico, que será vaporizado durante ofuncionamento. Nas extremidades encontram-se os eletrodos recobertos comóxidos emissores de elétrons. A fim de evitar-se a variação do fluxo luminoso com atemperatura ambiente, o tubo de descarga é encerrado dentro de uma camisaexterna, na qual existe vácuo. Durante a partida, a descarga elétrica inicia-se no gás neônio (provocando apequena produção de um fluxo luminoso de cor rosa), produzindo uma elevação de 22 Universidade Federal de Uberlândia Faculdade de Engenharia Elétrica
  • 23. Luminotécnica e Lâmpadas Elétricastemperatura que progressivamente causa a vaporização do sódio metálico. Dentrode uns 15 min, a lâmpada adquire sua condição normal de funcionamento,produzindo um fluxo luminoso amarelo, característico da descarga no vapor desódio. A eficiência luminosa das lâmpadas vapor de sódio de baixa pressão, do tipotradicional, é da ordem de 100lm/W, e sua vida de 6000 h. Como todas as lâmpadasde descarga elétrica exigem um reator e como seu fator de potencia éextremamente baixo (cos φ ≈ 0,35), é necessário um capacitor para corrigi-lo. Nos últimos anos, os fabricantes de lâmpadas elétricas têm lançado nomercado novas linhas de lâmpadas de vapor de sódio com elevadíssimaseficiências luminosas (183 lm/W para uma lâmpada de 180W) e vida bem maislonga (18000 h). Conseguiu-se esse aumento de eficiência revestindo-se a faceinterior da camisa de vácuo com uma camada refletora infravermelha de óxido deÍndio que, refletindo a radiação infravermelha produzida na descarga novamentesobre o bulbo interno, permite que sua temperatura ideal (260º) seja mantida commenos intensidade de corrente no arco elétrico. Por outro lado, a transmitânciadessa camada à luz é elevada, absorvendo pouco do fluxo luminoso produzido nadescarga. Com esses aperfeiçoamentos e com a atual crise mundial de energia, alâmpada de sódio de baixa pressão torna-se opção atraente na iluminação de locaisonde não existam problemas de reprodução de cores.3.3.2 Lâmpadas a Descarga de Alta Pressão As lâmpadas à descarga de alta pressão, também conhecidas comolâmpadas HID (High Intensity Discharge) utilizam vapores metálicos (em geralmercúrio e/ou sódio) a pressões da ordem de 1 a 10 atmosferas e operam com umadensidade de potência de arco da ordem de 20 a 200 W/cm. A radiação emitidapela descarga apresenta uma distribuição espectral contínua, sobre a qual seencontram superpostas as raias predominantes dos átomos que constituem o vapormetálico. Os eletrodos são bastões irradiadores e o tubo de descarga temdimensões reduzidas (diâmetro de mm e comprimento de cm). Existem basicamente três tipos básicos de lâmpadas comerciais: a) alâmpada de vapor de mercúrio de alta pressão; b) a lâmpada de sódio de altapressão, e c) as lâmpadas de alta pressão de vapores metálicos.Lâmpada de Vapor de Mercúrio de Alta Pressão A lâmpada de vapor de mercúrio de alta pressão HPM (High PressureMercury), é constituída de um tubo de descarga transparente, de dimensõesreduzidas inserido em um bulbo de vidro, revestido internamente com uma camadade "fósforo" para correção do índice de reprodução de cor. O tubo de descarga contém vapor de mercúrio à pressão de 2 a 4 atmosferase argônio a 0.03 atmosferas. O argônio atua como gás de partida, reduzindo atensão de ignição e gerando calor para vaporizar o mercúrio. O tubo de descarga éde quartzo para suportar temperaturas superiores a 340° e evitar absorção da Cradiação ultravioleta emitida pela descarga. O bulbo de vidro transparente, com formato ovóide, contém nitrogênio, 23 Universidade Federal de Uberlândia Faculdade de Engenharia Elétrica
  • 24. Luminotécnica e Lâmpadas Elétricasformando uma atmosfera protetora para: reduzir a oxidação de partes metálicas,limitar a intensidade da radiação ultravioleta que atinge o revestimento de "fósforo"e melhorar as características de isolação térmica. (a) Estrutura mecânica (b) Detalhe do tubo de descarga Figura 3.7 – Lâmpada de vapor de mercúrio de alta pressão A estabilização da descarga é realizada através de um reator indutivo. Atensão C.A. da rede é suficientemente elevada para realizar a ignição da descargade argônio entre o eletrodo auxiliar e o principal adjacente, que vaporiza o mercúriolíquido e produz íons necessários para estabelecer o arco entre os eletrodosprincipais. Após a ignição do arco principal, a queda de tensão sobre o resistor departida reduz a diferença de potencial entre os eletrodos auxiliar e principaladjacente, extinguindo o arco entre ambos. A tensão de ignição da lâmpada aumenta com a pressão vapor de mercúrio,ou seja, com a temperatura do tubo de descarga. Quando se desliga uma lâmpadaalimentada por um reator indutivo convencional, a sua reignição só é possível após3 a 5 minutos, intervalo de tempo necessário para o esfriamento da lâmpada econseqüente queda de pressão. Figura 3.8 – Reator para lâmpada de vapor de mercúrio de alta pressão Nos instantes iniciais da descarga, a lâmpada emite uma luz verde clara. Aintensidade luminosa aumenta gradativamente até estabilizar-se após 6 a 7minutos, quando a luz se torna branca com uma tonalidade levemente esverdeada. A descarga de mercúrio no tubo de arco produz uma energia visível na regiãodo azul e do ultravioleta. O fósforo, que reveste o bulbo, converte o ultravioleta emluz visível na região do vermelho. O resultado é uma luz de boa reprodução de 24 Universidade Federal de Uberlândia Faculdade de Engenharia Elétrica
  • 25. Luminotécnica e Lâmpadas Elétricascores com eficiência luminosa de até 60lm/W. A luz emitida por uma lâmpada sem revestimento de fósforo, apresenta umbaixo índice de reprodução de cor (CRI = 20), devido à ausência de raiasvermelhas. O "fósforo" utilizado em lâmpadas de vapor de mercúrio de alta pressãotem uma banda de emissão de 620 nm a 700 nm e consegue melhorar osignificativamente o índice de reprodução (CRI = 50). É importante salientar que devido à emissão de ultravioleta, caso a lâmpadatenha seu bulbo quebrado ou esteja sem o revestimento de fósforo, deve-sedesligá-la, pois o ultravioleta é prejudicial à saúde, principalmente em contato com apele ou os olhos. A lâmpada de mercúrio apresenta fluxo luminoso elevado e vida útil longa,porém, a sua eficácia luminosa é relativamente baixa. Este tipo de lâmpada éutilizado em sistemas de iluminação de exteriores, em especial, na iluminaçãopública urbana.Lâmpada de Luz Mista As lâmpadas de luz mista, como o próprio nome já diz, são uma combinaçãode uma lâmpada vapor de mercúrio com uma lâmpada incandescente, ou seja, umtubo de descarga de mercúrio ligado em série com um filamento incandescente. Ofilamento controla a corrente no tubo de arco e ao mesmo tempo contribui com aprodução de 20% do total do fluxo luminoso produzido. A combinação da radiaçãodo mercúrio com a radiação do fósforo e a radiação do filamento incandescente,produz uma agradável luz branca. As principais características da luz mista são: substituir diretamente aslâmpadas incandescentes em 220V, não necessitando de equipamentos auxiliares(reator, ignitor e starter) e possuir maior eficiência e vida media 8 vezes maior queas incandescentes. Figura 3.9 – Lâmpada de luz mista Este tipo de lâmpada apresenta um índice de reprodução de cor variando de 25 Universidade Federal de Uberlândia Faculdade de Engenharia Elétrica
  • 26. Luminotécnica e Lâmpadas Elétricas50 a 70, porém sua eficácia luminosa é baixa em razão da potência dissipada nofilamento, que determina a sua vida útil, em geral de 6000 horas a 10000 horas. Esta lâmpada é utilizada no Brasil em sistemas de iluminação de interiores nosetor comercial em substituição às lâmpadas incandescentes.Lâmpada de Vapor de Sódio de Alta Pressão A lâmpada de vapor de sódio de alta pressão HPS (“High Pressure Sodium”),é constituída de um tubo de descarga cilíndrico e translúcido, com um eletrodo emcada extremidade. O tubo de descarga é sustentado por uma estrutura mecânica,sob vácuo, no interior em um bulbo de vidro borosilicado, com formato tubular ouelipsoidal. Em lâmpadas convencionais, o tubo de descarga contém vapor de sódio apressão de 0.13 atmosferas, vapor de mercúrio a pressão de 0.5 a 2 atmosferas exenônio, que atua como gás de partida, gerando calor para vaporizar o mercúrio e osódio. O mercúrio, na forma de vapor e a uma pressão significativamente superiorao sódio, reduz a perda por calor e eleva a tensão de arco da lâmpada. O eletrodo é construtivamente similar ao da lâmpada de vapor de mercúrio dealta pressão. Figura 3.10 – Lâmpada de vapor de sódio de alta pressão O bulbo das lâmpadas HPS é em geral transparente ou apresenta umrevestimento de “fósforo” neutro para tornar a superfície difusa, sem alterar adistribuição espectral da luz emitida. A lâmpada de vapor de sódio convencionalapresenta, em geral, um baixo índice de reprodução de cor (CRI ≈ 20), porém, umaelevada eficácia luminosa (120 lm/W para a lâmpada de 400 W) e vida útil longa (24000 horas). No entanto, existem lâmpadas especiais que apresentam um elevadoíndice de reprodução de cor (CRI = 85), porém, com uma eficácia luminosa de 80lm/W. Para a estabilização da lâmpada, utilizam-se reatores indutivos do mesmotipo usado em lâmpadas de vapor de mercúrio. Nas lâmpadas HPS convencionais,esta função é desempenhada por um dispositivo externo à lâmpada, conhecido porignitor. Quando se desliga uma lâmpada HPS alimentada por um reator indutivo comignitor convencional, a sua reignição só é possível após 3 a 7 minutos, intervalo detempo necessário para o esfriamento da lâmpada. É indicada para iluminação de locais onde a reprodução de cor não é umfator importante. 26 Universidade Federal de Uberlândia Faculdade de Engenharia Elétrica
  • 27. Luminotécnica e Lâmpadas ElétricasLâmpadas de Vapor Metálico A lâmpada de vapor metálico HPMH (High Pressure Metal Halide) éconstrutivamente semelhante à lâmpada de mercúrio de alta pressão, ou seja,utiliza um tubo de descarga de sílica fundida inserida no interior de um bulbo dequartzo transparente. Os modelos mais comuns são do tipo lapiseira. O tubo de descarga contém vapor de mercúrio, um gás para ignição (argônio)e haletos metálicos. A temperatura de vaporização dos metais é em geral superior àmáxima temperatura suportável pelo material do tubo de descarga. Já o metal naforma de um haleto vaporiza a uma temperatura significativamente inferior.Geralmente utilizam-se iodetos, pois são quimicamente menos reativos. A adição demetais introduz raias no espectro que melhoram as características de reproduçãode cores da lâmpada. Um ciclo regenerativo similar ao das lâmpadasincandescentes halógenas ocorre nas lâmpadas HPMH. Figura 3.11 – Lâmpada de vapor metálico As lâmpadas de vapor metálico apresentam uma eficácia luminosa de 65 a100 lm/W e um índice de reprodução de cores superior a 80. A sua vida útil é emgeral inferior a 8000 horas. São comercialmente disponíveis lâmpadas de 70 W a2000 W, sendo utilizadas em aplicações onde a reprodução de cores édeterminante, como por exemplo, em estúdios cinematográficos, iluminação devitrines e na iluminação de eventos com transmissão pela televisão.Lâmpadas de luz negra São lâmpadas a vapor de mercúrio, diferindo destas somente no vidroutilizado na confecção da ampola externa. Nesse caso utiliza-se o bulbo externo devidro com óxido de níquel (vidro de Wood), que sendo transparente ao ultra-violetapróximo absorve em grande parte o fluxo luminoso produzido. 27 Universidade Federal de Uberlândia Faculdade de Engenharia Elétrica
  • 28. Luminotécnica e Lâmpadas Elétricas São usadas em exames de gemas e minerais, apuração de fabricações,setores de correio, levantamento de impressões digitais, na indústria alimentíciapara verificar adulterações, etc.4. Projeto de Iluminação O projeto de iluminação tem por objetivo estabelecer o melhor sistema deiluminação para uma dada aplicação, notando que muitas vezes a definição de“melhor” é complexa e leva em conta fatores subjetivos. Na elaboração de umprojeto de iluminação são considerados, por um lado, os diferentes tipos delâmpadas e luminárias disponíveis comercialmente e, por outro lado, os requisitosda aplicação, os quais incluem o tipo e o grau de precisão da atividade a serdesenvolvida no local, as pessoas que desenvolverão essa atividade, etc. De uma forma geral, o sistema de iluminação deve garantir níveis deiluminamento médio adequados em função das características do local e daatividade a ser desenvolvida. Para tanto, as normas técnicas possuem valores dereferência habitualmente utilizados em projetos de iluminação. Uma vez escolhida aluminária a ser utilizada, a etapa final do projeto consiste em determinar o númerode luminárias necessárias para alcançar o valor de iluminamento médioespecificado e ainda proceder a ajustes de uniformização levando em conta asimetria do local. Define-se iluminamento médio (EM) em uma dada superfície como: φ EM = S Em que: φ - é o fluxo luminoso total que atravessa a superfície (lm); S - é a área da superfície considerada (m2). A unidade do iluminamento é lm/m2, mais conhecida por lux. É através doiluminamento médio que são fixados os requerimentos de iluminação em função daatividade a ser desenvolvida em um determinado local. Outro conceito fundamental em luminotécnica é o de curva de distribuiçãoluminosa (ver figura 4.1), descrita no item 2.1 desta apostila. Os valores deintensidade luminosa são fornecidos considerando luminária equipada com fonteluminosa padrão com fluxo luminoso total de 1000 lm. Caso a lâmpada produza umfluxo diferente, os valores de intensidade luminosa deverão ser corrigidosproporcionalmente. Tem-se ainda o objetivo de eliminar o ofuscamento provocado pelailuminação. O ofuscamento gera uma redução na capacidade de visualização dosobjetos e desconforto visual. Pode ser direto, isto é, ocorrendo pela visualizaçãodireta da fonte de luz, que pode ser uma lâmpada ou luminária, podendo serneutralizado pela utilização de aletas ou difusores nas luminárias. Pode também serindireto, ocorrendo quando a reflexão da luz sobre o plano de trabalho atinge ocampo visual, podendo ser causado pelo excesso de luz no ambiente ou pelo malposicionamento das luminárias. 28 Universidade Federal de Uberlândia Faculdade de Engenharia Elétrica
  • 29. Luminotécnica e Lâmpadas Elétricas Figura 4.1 – Exemplo de curva de distribuição luminosa4.1 Previsão de Carga (NBR 5410) Como regra geral, a NBR 5410 estabelece que as cargas de iluminaçãodevem ser determinadas como resultado da aplicação da NBR 5413: Iluminância deinteriores – Procedimento. Como alternativa ao uso da NBR 5413, eespecificamente em unidades residenciais, a NBR 5410 apresenta o seguintecritério de previsão de carga de iluminação para cada cômodo ou dependência: A norma adverte que os valores indicados são para efeito dedimensionamento dos circuitos, não havendo qualquer vínculo, com potêncianominal de lâmpadas. Em cada cômodo ou dependência de unidades residenciais deve ser previstopelo menos um ponto de luz fixo no teto, com potência mínima de 100 VA,comandado por interruptor de parede. Tabela 4.1 – Exemplo do método da precisão de carga Dependência Dimensões – área Potência de iluminação (VA) (m²) 29 Universidade Federal de Uberlândia Faculdade de Engenharia Elétrica
  • 30. Luminotécnica e Lâmpadas Elétricas Sala 3,25 x 3,05 = 9,91 9,91m² = 6m² + 3,91m² 100VA 100VA Copa 3,10 x 3,05 = 9,45 9,45m² = 6m² + 3,45m² 100VA 100VA Cozinha 3,75 x 3,05 = 11,43 11,43m² = 6m² +4m² + 1,43m² 160VA 100VA + 60VA Dormitório 3,25 x 3,40 = 11,05 11,05m² = 6m² +4m² + 1,05m² 160VA 100VA + 60VA Banho 1,80 x 2,30 = 4,14 4,14m² 100VA 100VA Nos próximos itens serão abordados os principais métodos para projeto deiluminação, como o Método dos Lumens e o Método Ponto. O primeiro se destinaprincipalmente a projetar a iluminação de recintos fechados, onde a luz refletida porparedes e teto contribui significativamente no iluminamento médio do plano detrabalho (o plano onde serão desenvolvidas as atividades; por exemplo, o plano dasmesas em um escritório). O Método Ponto a Ponto se destina principalmente aoprojeto de iluminação de áreas externas, onde a contribuição da luz refletida podeser desprezada sem incorrer em erros significativos. Além disso, o Método Ponto aPonto pode ser utilizado como cálculo verificador de um projeto elaborado peloMétodo dos Lumens.4.2 Métodos de Cálculo4.2.1. Método dos Lumens ou do Fluxo Luminoso. O Método dos Lumens tem por finalidade principal determinar o número deluminárias necessárias para garantir um valor de iluminamento médio especificado apriori. Ele pode ser resumido nos passos a seguir.Passo 1 Estabelecer o iluminamento médio do local, em função das dimensões domesmo e da atividade a ser desenvolvida. Conforme mencionado anteriormente, asnormas técnicas possuem valores de referência para o iluminamento médio. De acordo com a NBR 5413, para a determinação da iluminância convenienteé recomendável considerar as seguintes classes de tarefas visuais. 30 Universidade Federal de Uberlândia Faculdade de Engenharia Elétrica
  • 31. Luminotécnica e Lâmpadas Elétricas Tabela 4.2 – Iluminância por classe de tarefas visuais Classe Iluminância (lux) Tipo de atividadeA 20 – 30 – 50 Áreas públicas com arredores escurosIluminação geral para áreas 50 – 75 – 100 Orientação simples parausadas interruptamente ou com permanência curtatarefas visuais simples 100 – 150 – 200 Recintos não usados para trabalho contínuo; depósitos 200 – 300 – 500 Tarefas com requisitos visuais limitados, trabalho bruto de maquinaria, auditóriosB 500 – 750 – 1000 Tarefas com requisitos visuais normais, trabalho médio deIluminação geral para área de maquinaria, escritóriostrabalho 1000 – 1500 – 2000 Tarefas com requisitos especiais, gravação manual, inspeção, indústria de roupasC 2000 – 3000 – 5000 Tarefas visuais exatas e prolongadas, eletrônica deIluminação adicional para tamanho pequenotarefas visuais difíceis 5000 – 7500 – 10000 Tarefas visuais muito exatas, montagem de microeletrônica 10000 – 15000 – 20000 Tarefas visuais muito especiais, cirurgiaNota: As classes, bem como os tipos de atividade não são rígidos quanto às iluminâncias limites recomendadas, ficando acritério do projetista avançar ou não nos valores das classes/tipos de atividade adjacentes,dependendo das características dolocal/tarefa.Seleção de iluminância Para determinação da iluminância conveniente é recomendável considerar osseguintes procedimentos: Da Tabela 4.2 constam os valores de iluminâncias por classe de tarefasvisuais. O uso adequado de iluminância específica é determinado por três fatores,de acordo com a Tabela 4.3. Tabela 4.3 – Fatores determinantes da iluminância adequada Características da tarefa Peso e do observador -1 0 +1Idade Inferior a 40 anos 40 a 55 anos Superior a 55 anosVelocidade e precisão Sem importância Importante CríticaRefletância do fundo da Superior a 70% 30 a 70 % Inferior a 30%tarefaO procedimento é o seguinte: 1. Analisar cada característica para determinar o seu peso (-1, 0 ou +1); 2. Somar os três valores encontrados, algebricamente, considerando o sinal; 3. Usar a iluminância inferior do grupo, quando o valor total for igual a –2 ou –3; a iluminância superior, quando a soma for +2 ou +3; e a iluminância média nos outros casos. 31 Universidade Federal de Uberlândia Faculdade de Engenharia Elétrica
  • 32. Luminotécnica e Lâmpadas Elétricas A maioria das tarefas visuais apresenta pelo menos média precisão. No anexo I, onde estão os valores para iluminância previstos no item 5.3 daNBR 5413 – Iluminação de interiores, para cada tipo de local ou atividade existemtrês iluminâncias indicadas, sendo a seleção do valor recomendado feito daseguinte maneira: 1. Das três iluminâncias, considerar o valor do meio, devendo este ser utilizado em todos os casos; 2. O valor mais alto, das três iluminâncias deve ser utilizado quando: a) A tarefa se apresenta com refletâncias e contrastes bastante baixos; b) Erros são de difícil correção; c) O trabalho visual é critico; d) Alta produtividade ou precisão são de grande importância; e) A capacidade visual do observador estão abaixo da media. 3. O valor mais baixo, das três iluminâncias, pode ser utilizado quando: a) Refletâncias ou contrastes são bastante altos; b) A velocidade e/ou não são importantes; c) A tarefa é executada ocasionalmente.Passo 2 Estabelecer o tipo de lâmpada e de luminária a serem utilizadas no local. Aexperiência do projetista é muito importante neste passo, pois um determinadoconjunto lâmpada/luminária disponível comercialmente pode-se adaptar melhor aalgumas aplicações e não a outras. Por exemplo, iluminação fluorescenteconvencional é bastante indicada para iluminação de escritórios, e iluminaçãoincandescente é a opção preferencial para galerias de arte, devido a sua excelentereprodução de cores.Passo 3 Para a luminária escolhida no passo anterior determina-se o Fator deUtilização (Fu). Este coeficiente, menor ou igual a 1, representa uma ponderaçãoque leva em conta as dimensões do local e a quantidade de luz refletida porparedes e teto. A contribuição das dimensões do local é feita através do chamadoÍndice do Local (K) definido de acordo com: C⋅L K= ; onde: H (C + L ) C - comprimento do local, considerando formato retangular (m); L - largura do local (m); H - altura de montagem das luminárias (m). O índice do local permite diferenciar locais com mesma superfície total, mascom formato diferente (quadrado, retangular, retangular alongado, etc.), e tambémincorpora a influência da distância entre o plano das luminárias e o plano detrabalho. 32 Universidade Federal de Uberlândia Faculdade de Engenharia Elétrica
  • 33. Luminotécnica e Lâmpadas Elétricas De posse do índice do local, o coeficiente de utilização é facilmente obtidoatravés de tabelas cujas outras variáveis de entrada são a fração de luz refletida porparedes e teto.Passo 4 Para o local de instalação determina-se o Fator de Depreciação (Fd). Estecoeficiente, menor ou igual a 1, representa uma ponderação que leva em conta aperda de eficiência luminosa das luminárias devido à contaminação do ambiente.Existem tabelas que fornecem valores deste coeficiente em função do grau decontaminação do local e da freqüência de manutenção (limpeza) das luminárias.Passo 5 Determina-se o fluxo luminoso total φ (em lúmen) que as luminárias deverãoproduzir, de acordo com a seguinte expressão: E⋅S ϕ= ; onde: Fu ⋅ Fd E - iluminamento médio (em lux) estabelecido no Passo 1; S = C x L - área do local (m2).Passo 6 Determina-se o número necessário de luminárias NL: ϕ NL = ; onde: ϕL ϕ - fluxo luminoso total calculado no passo 5; ϕ L - fluxo luminoso (em lúmens) de uma luminária (este valor é conhecido uma vez escolhidas a luminária e a lâmpada - Passo 2).Passo 7 Ajusta-se o número de luminárias de forma a produzir um arranjouniformemente distribuído (por exemplo, certo número de linhas cada uma com omesmo número de colunas de tal forma que o número de luminárias resulte o maispróximo possível do valor determinado no Passo 6).Passo 8 Uma vez ajustado o número efetivo de iluminarias por linha e coluna, efetuaro cálculo da iluminancia efetiva no plano de trabalho. 33 Universidade Federal de Uberlândia Faculdade de Engenharia Elétrica
  • 34. Luminotécnica e Lâmpadas Elétricas4.2.2. Método Ponto a Ponto Para descrever o Método Ponto a Ponto é imprescindível apresentar antesduas leis básicas da Luminotécnica, a Lei do Inverso do Quadrado e a Lei dosCosenos. A Lei do Inverso do Quadrado estabelece que o iluminamento médio caicom o quadrado da distância à fonte luminosa. De fato, conforme ilustra a Figura4.2, o mesmo fluxo luminoso φ atravessa as superfícies S1 e S2, situadas adistâncias d1 e d2 da fonte luminosa, respectivamente. Figura 4.2 – Lei do Inverso do Quadrado Como o ângulo sólido correspondente às duas superfícies é o mesmo,conclui-se que é válida a seguinte relação: S1 ∆ω ⋅ d 1  d 1  = = 2  2 2 2 S 2 ∆ω ⋅ d 2  d 2  2   ∆ϕPor outro lado, da definição de intensidade luminosa I = ∆ω resulta: ∆ϕ ∆ϕ ∆ϕ 2 I= = = ⋅ d d = Ed ⋅ d d ∆ω  S d  S d 2  2 d   dEm que E(d) indica o iluminamento médio a uma distância genérica d da fonteluminosa. I A equação E d = é a expressão matemática da Lei do Inverso do d2Quadrado. A Lei dos Cosenos estabelece que se a superfície (plana) considerada nãofor normal à direção definida pela intensidade luminosa, o iluminamento médio nasuperfície será menor que no caso da superfície ser normal e, ainda, a relação entreambos valores é dado pelo coseno do ângulo formado entre as normais das duassuperfícies. 34 Universidade Federal de Uberlândia Faculdade de Engenharia Elétrica
  • 35. Luminotécnica e Lâmpadas Elétricas Figura 4.3 – Lei dos Cosenos S1 Entre as superfícies S1 e S2 é válida a relação: = cos α S2 ∆ϕ I ⋅ ∆ϕ I ⋅ ∆ϕ Nestas condições, a relação entre os iluminamentos médios em S1 e S2 é: E2 = = = ⋅ cosα = E1 ⋅ cosα S 2  S1    S1  cosα  Que é a própria expressão matemática da Lei dos Cosenos. O Método Ponto a Ponto permite calcular, em qualquer ponto do plano detrabalho, o iluminamento médio causado por uma fonte luminosa localizada emqualquer ponto do local. Inicialmente considere-se a situação da Figura 13.25. Oproblema é determinar o iluminamento médio no plano horizontal no ponto P,causado pela fonte luminosa. Figura 4.4 – Método Ponto a Ponto Destaca-se que a intensidade luminosa I(θ) é dada pela curva fotométrica daluminária, considerada conhecida. O iluminamento no ponto P, no planoperpendicular à intensidade luminosa, é calculado através da Lei do Inverso doQuadrado: I (θ ) I (θ ) I (θ ) EP = = = 2 ⋅ cos 2 θ  h    D2 2 h  cosθ  35 Universidade Federal de Uberlândia Faculdade de Engenharia Elétrica
  • 36. Luminotécnica e Lâmpadas Elétricas No ponto P, o iluminamento no plano horizontal é determinado através a Leidos Cosenos: I (θ ) E PH = E P ⋅ cos θ = 2 ⋅ cos 3 θ h Finalmente, considerando todas as luminárias existentes no local, oiluminamento total no plano horizontal em P é determinado através de: E PH _ TOTAL = ∑ E PH _ i n i =1 Em que n indica o número total de luminárias e EPH i é o iluminamentohorizontal em P causado pela luminária i. Para obter o iluminamento médio do local, aplica-se esta equação a umconjunto adequado de pontos de verificação e calcula-se finalmente a médiaaritmética de todos os valores de iluminamento obtidos. Na prática o iluminamento total em um determinado ponto tem contribuiçãosignificativa apenas das luminárias mais próximas ao ponto, sendo que acontribuição das luminárias distantes é muito pequena por causa da Lei do Inversodo Quadrado. De todo modo, o cálculo do iluminamento através do Método Ponto aPonto é feito normalmente através de programa computacional, pois o cálculomanual só é viável em casos simples com poucas luminárias e poucos pontos decálculo.4.3 Exemplos de Cálculo de Iluminaçãoa) Método dos LumensProjetar o sistema de iluminação de um escritório com 18m de comprimento, 8m delargura e 3m de altura (pé direito), com mesas de 0,8 metros de altura. Asluminárias serão Philips TCS 029, com duas lâmpadas fluorescentes de 32 W,Branca Comfort. O teto está pintado de verde claro, as paredes estão de azul claroe o chão está revestido com piso na cor marrom. O ambiente é considerado normalcom período de manutenção de 5.000 horas.(I) aparelho de iluminação: • Luminária TCS 029 • Duas lâmpadas TLDRS 32/64 – 2.500 lm ⇒ 2 x 2.500 = 5.000 lm(II) da tabela de iluminâncias recomendadas (item 4.2 ou anexo I), adota-se E =500lx(III) tem-se l = 18m b = 9m hm = 2,2m (luminária no teto e mesas a 0,8m). B⋅L 18 ⋅ 9da expressão K = = ≅ 2,7 H M ( B + L) 2,2(18 + 9) 36 Universidade Federal de Uberlândia Faculdade de Engenharia Elétrica
  • 37. Luminotécnica e Lâmpadas Elétricas(IV) consultando a tabela (catálogo da luminária) de fator de utilização “Fu” para estaluminária, com K = 2,5 e considerando para o local uma refletância 511 (50% teto,10% parede, 10% piso), obtém-se Fu = 0,53;(V) da tabela de fator de depreciação “Fd” (item 2.3), considerando ambiente normale manutenção a cada 5.000h, obtém-se Fd = 0,85; E⋅S 500 ⋅ (18 ⋅ 9)(VI) da expressão ϕ = = ≅ 179.800 lm Fu ⋅ Fd 0,53 ⋅ 0,85 ϕ 179.800(VII) da expressão N L = = = 36 luminárias; ϕL 5.000(VIII) distribuição de luminárias:b) Método Ponto a PontoExemplo orientativo para leitura das curvas de distribuição luminosa (CDL), cálculoda intensidade luminosa nos diferentes pontos e a respectiva iluminância. (Figura4.5).Consultando-se a luminária, cuja CDL está representada na figura 4.6 e supondo-seque esta luminária esteja equipada com 2 lâmpadas fluorescentes LUMILUX®36W/21 (Figura 4.7), qual será a Iluminância incidida num ponto a 30º de inclinaçãodo eixo longitudinal da luminária, que se encontra a uma altura de 2,00 m do planodo ponto? 37 Universidade Federal de Uberlândia Faculdade de Engenharia Elétrica
  • 38. Luminotécnica e Lâmpadas ElétricasLUMILUX® 36W/21ϕ = 3350 lmLuminária para 2x LUMILUX® 36W/21n=2Na CDL, lê-se que:I30° = 340 cdComo este valor refere-se a 1000 lm, tem-se que: ⋅ (2 ⋅ 3350) = 2278 cd 340 I30º = 1000Seguindo-se a fórmula: IαE= 2 ⋅ cos 3 a h IE = 30 ⋅ cos3 30o h2 2278E= ⋅ 0,65 4E = 370lx 38 Universidade Federal de Uberlândia Faculdade de Engenharia Elétrica
  • 39. Luminotécnica e Lâmpadas Elétricas Exercícios Propostos01) Determinar o número de lâmpadas e de luminárias para iluminar uma fábricade móveis de 25X50X4m, cujo nível de iluminamento necessário é de 500 lux. Oteto e as paredes são claros. O período previsto para manutenção do sistema deiluminação é de 5000 horas. O afastamento máximo entre luminárias é 0,9Xpédireito. Mostre a disposição das luminárias no prédio.02) Um prédio industrial precisa ser iluminado, nele se fabricam equipamentosmuito volumosos. A indústria está instalada num prédio com as seguintescaracterísticas:- pé direito: 8m;- bancada de trabalho: 65cm,- largura do prédio:21m;- comprimento do prédio: 84m;- paredes de tijolo a vista- teto de concreto No processo produtivo a indústria necessita de um nível de iluminamento de600 lux, e não pode ter reprodução de cores parcial. Determine o número delâmpadas e de luminárias a serem instaladas neste prédio e represente adisposição das luminárias na planta baixa. O afastamento máximo entre lumináriasé igual a 0,95 X pé direito, e a altura de montagem não pode ser inferior a 6,5 m.03) Se você fosse indagado sobre o tipo de iluminação mais adequado parailuminar os ambientes relacionados abaixo, qual(ais) o(s) tipo(s) de lâmpadas quevocê indicaria . Justifique sua resposta.a) escritóriob) residênciac) indústria de borracha com pé direito de 7md) loteamento residencial (iluminação pública)e) quadra de esportes 39 Universidade Federal de Uberlândia Faculdade de Engenharia Elétrica
  • 40. Luminotécnica e Lâmpadas Elétricas4) Um galpão industrial é iluminado através de lâmpadas a vapor de mercúriode 400W, com fluxo luminoso inicial de 20.500 lumens. Calcular o iluminamentonum ponto P na horizontal iluminado por 4 refletores A, B, C e D, conforme figuraabaixo. Nota: O pé útil é de 3 m. 40 Universidade Federal de Uberlândia Faculdade de Engenharia Elétrica
  • 41. Luminotécnica e Lâmpadas Elétricas Anexos:I - NBR 5413:1992 - Iluminâncias de interioresII – Tipos de luminárias e curvas CDL (LUMINE) III – Eficiência aproximada de luminárias IV – Tabela de eficiência de recinto V – Tipo de luminária x Fator de depreciação VI – Luminária Philips TCS 029 41 Universidade Federal de Uberlândia Faculdade de Engenharia Elétrica
  • 42. Luminotécnica e Lâmpadas Elétricas Anexo I - NBR 5413:1992 - Iluminâncias de interiores1 - Acondicionamento - salas de controle (quadro distribuidor) e salas- engradamento, encaixotamento e grandes de controle centralizado................ 300 -empacotamento ..................... 100 - 150 - 200 500 - 750 - salas pequenas de controle2 - Auditórios e anfiteatros simples.......................................... 200 - 300 – 500 - parte posterior dos quadros de distribuição- tribuna...................................... 300 - 500 - 750 (vertical)................ 100 - 150 - 200- platéia....................................... 100 - 150 - 200 - salas de centros telefônicos- sala de espera........................... 100 - 150 - 200 automáticos............................. 100 - 150 - 200- bilheterias.................................. 300 - 150 - 750 7 – Cervejarias3 - Bancos - câmara de fermentação............ 100 - 150 - 200- atendimento ao público............. 300 - 500 - 750 - fervura e lavagem de barris...... 150 - 200 - 300- máquinas de contabilidade........ 300 - 500 - 750 - enchimento (garrafas, latas,- estatística e contabilidade......... 300 - 500 - 750 barris)...................................... 150 - 200 - 300- salas de datilógrafas.................. 300 - 500 - 750- salas de gerentes...................... 300 - 500 - 750 8 - Cinemas e teatros- salas de recepção..................... 100 - 150 - 200- salas de conferências................ 150 - 200 - 300 - sala de espetáculos:- guichês..................................... 300 - 500 - 750 - durante o espetáculo (luz de- arquivos (incluindo acomodações para trabalhos guia)............................... 1de menor importância).............................. 200 - 300 . durante o intervalo ................. 30 - 50 - 75- 500 - sala de espera, “foyer”............. 100 - 100 - 200- arquivos.................................... 200 - 300 - 500 - bilheterias................................ 300 - 500 - 750- saguão...................................... 100 - 150 - 200- cantinas.................................... 100 - 150 - 200 9 - Consultórios médicos (ver 28)4 Barbearias- geral......................................... 150 - 200 - 300 10 - Corredores e escadas5 - Bibliotecas - geral ........................................ 75 - 100 - 150- sala de leitura............................ 300 - 500 - 750 11 - Correios e telégrafos (ver 3)- recinto das estantes.................. 200 - 300 - 500- fichário...................................... 200 - 300 - 500 12 - Encadernação de livros6 - Centrais elétricas - dobragem, montagem, colagem, etc.................................. 200 - 300 - 500- equipamento de ar condicionado, instalação de - corte, perfuração e costura...... 200 - 300 - 500ventilação, condensadores de cinza, instalação - gravação e inspeção................ 750 - 1000 - 1500ventiladora para fuligem e cinza.................. 100 -150 - 200 13 – Escolas- ferramentas acessórias, como bateriasacumuladoras, tubulações alimentadoras de - salas de aulas.......................... 200 - 300 - 500caldeiras, compressores e jogos de instrumentos - quadros negros........................ 300 - 500 - 750afins................ 100 - 150 - 200 - salas de trabalhos manuais...... 200 - 300 - 500- plataformas de caldeiras........... 100 - 150 - 200 - laboratórios- alimentação de combustível...... 100 - 150 - 200 . geral....................................... 150 - 200 - 300- transportadores de carvão, trituradores e . local....................................... 300 - 500 - 750instalação para pó de carvão........................ 100 - - anfiteatros e auditórios:150 -200 . platéia.................................... 150 - 200 - 300- embasamento da turbina........... 100 - 150 - 200 . tribuna.................................... 300 - 500 - 750- sala da turbina.......................... 100 - 150 - 200 - sala de desenho...................... 300 - 500 - 750- instalações de hidrogênio e CO .. 100 - 150 - 200 - sala de reuniões...................... 150 - 200 - 300- salas para amolecimento de - salas de educação física.......... 100 - 150 - 200água..............................................100 - 150 - 200 - costuras e atividades- laboratório químico................... 300 - 500 - 750 semelhantes.................................... 300 - 500 - 750 - artes culinárias........................ 150 - 200 - 300 42 Universidade Federal de Uberlândia Faculdade de Engenharia Elétrica
  • 43. Luminotécnica e Lâmpadas Elétricas 18 – Estaleiros14 – Escritórios - salão de montagem................. 150 - 200 - 300- escritórios de: - modelagem.............................. 300 - 300 - 750. registros, cartografia, etc. ...... 750 - 1000 - 1500 - oficina de solda........................ 150 - 200 - 300. desenho, engenharia mecânica e - rampa de lançamento:arquitetura.................... 750 - 1000 -1500 . guindastes.............................. 100 - 150 - 200. desenho decorativo e esboço.... 300 - 500 – 750 . zonas de trabalho................... 150 - 200 - 300 . zonas de transporte................ 100 - 150 – 20015 - Esportes (salão para) 19 - Fabricação manual de tapetes ou similares- bilhares:. geral...................................... 100 - 150 - 200 - geral........................................ 300 - 500 - 750. mesas.................................... 300 - 500 - 750- bocha...................................... 150 - 200 - 300 20 - Farmácias e drogarias (ver 28)- boliche:. local de arremesso e pista...... 150 - 200 - 300 21 – Fundições. local dos pinos....................... 300 - 500 - 750- bola ao cesto e voleibol: - área de carregamento e. local de jogos......................... 150 - 200 - 300 enchimento...................................... 100 - 150 - 200. locais recreativos e de - fabricação de moldes e machos (trabalhotreinamento................................... 100 - 150 - 200 fino).................. 300 - 500 - 750- esgrima................................... 300 - 500 - 750 - fabricação de moldes e machos (trabalho- frontão..................................... 300 - 500 - 750 grosseiro) .......... 150 - 150 - 300- ginástica.................................. 150 - 200 - 300 - moldagem grosseira ................. 150 - 200 - 300- hóquei: - fundição e classificação de peças. locais grandes.......................... 300 - 500 - 750 fundidas............................ 200 - 300 - 500. locais recreativos e de - limpeza e acabamento ............. 150 - 200 - 300treinamento.................................... 150 - 200 - 300 - inspeção (material de- futebol de salão: precisão)................................... 750 - 1000 - 1500. quadra................................... 150 - 200 - 300 - inspeção (material grosseiro) .... 300 - 500 - 750. locais recreativos e detreinamento................................... 100 - 150 - 200- tamborete: 22 – Funilaria. quadra.................................... 150 - 200 - 300. locais recreativos e de - bancada, prensa, tesoura, estampagem,treinamento.................................... 100 - 150 - 200 máquinas para formar cilindros a frio, máquinas- piscina (iluminação geral) .......... 100 - 150 - 200 perfuradoras ............................ 200 - 300 - 500- patinação: - inspeção de chapas de metal estanhado e. corridas .................................. 150 - 200 - 300 galvanizado, riscagem de desenhos em chapas de. recreação ............................... 100 - 150 - 200 metal ............................ 750 - 1000 - 1500- pugilismo e luta livre:. ringue..................................... 750 - 1000 - 1500 23 - Gabinetes dentários (ver 28). locais recreativos e detreinamento.................................... 150 - 200 - 300 24 - Galerias de artes (ver 58 e 61)- tênis:. quadra de jogos...................... 300 - 500 - 750 25 - Galvanoplastia e operações similares. locais recreativos e detreinamento.................................... 150 - 200 – 300 - banho ...................................... 100 - 150 - 200 - polimento ................................. 150 - 200 - 30016 - Estações ferroviárias e rodoviárias 26 – Garagens- sala de espera .......................... 100 - 150 - 200- escritórios e guichês................. 300 - 500 - 750 - oficinas .................................... 150 - 150 - 300- sala de refeições...................... 100 - 150 - 200 - bancadas ................................. 300 - 300 - 750- depósitos de bagagens............ 150 - 200 - 300 - áreas de lubrificação ................ 100 - 100 - 200- plataformas.............................. 100 - 150 - 200 - poços de lubrificação ............... 150 - 200 - 300- lavatórios................................. 100 - 150 - 200 - lavagem ................................... 150 - 200 - 300 - estacionamento interno ............ 100 - 150 - 20017 - Estações de tratamento de águas e esgotos - loja .......................................... 300 - 500 - 750- operações químicas (laboratórios): 27 - Hangares (ver 34). geral....................................... 150 - 200 - 300. mesa de trabalho.................... 300 - 500 – 750 - consertos e manutenção .......... 300 - 500 - 750 - revisão de motores ................... 300 - 500 - 750 43 Universidade Federal de Uberlândia Faculdade de Engenharia Elétrica
  • 44. Luminotécnica e Lâmpadas Elétricas - lavanderia (ver 55)28 – Hospitais - quartos particulares para pacientes: . geral ....................................... 100 - 150 - 200- sala dos médicos ou enfermeiras: . cama ...................................... 150 - 150 – 300. geral ....................................... 100 - 150 - 200. mesa de trabalho .................... 300 - 500 - 750 29 - Hotéis e restaurantes- quarto de preparação ............... 150 - 200 - 300- arquivo .................................... 100 - 150 - 200 - banheiros ................................. 100 - 150 - 200- farmácia: - espelhos (iluminação. geral ....................................... 150 - 150 - 300 suplementar)............................... 200 - 300 - 500. mesa de trabalho .................... 300 - 500 - 750 - corredores e escadas ............... 75 - 100 - 150- trabalho com radioisótopos: - lavanderia: (ver 55). laboratório radioquímico ......... 300 - 300 - 750 - sala de leitura:. salão de medidas ................... 150 - 200 - 300 . geral ....................................... 100 - 150 - 200. mesa de trabalho .................... 300 - 500 - 750 . mesa ...................................... 200 - 300 - 500- otorrinolaringologia: - cozinha:. sala de exame ........................ 300 - 300 - 750 . geral ....................................... 150 - 200 - 300- autópsias: . local ....................................... 300 - 500 - 750. geral ....................................... 300 - 500 - 750 - quartos:. depósitos de cadáveres .......... 100 - 150 - 200 . geral ....................................... 100 - 150 - 200- terapia: . cama (iluminação. física ...................................... 150 - 200 - 300 suplementar)............................... 150 - 200 - 300. aplicada ................................. 150 - 200 - 300 . escrivaninha............................ 200 - 300 - 500- lavabos .................................... 100 - 150 - 200 . penteadeiras ........................... 200 - 300 - 500- raio-X: - salão de reuniões:. radiografias, fluoroscopia e câmara . salão de conferências ............. 100 - 150 - 200................................... 100 - 150 - 200 . tablados ................................. 300 - 150 - 750. radioterapia profunda e superficial - exposições e demonstrações ... 200 - 300 - 500............................... 100 - 150 - 200 - sala de reuniões de hóspedes ... 100 - 150 - 200. exames de provas .................. 150 - 200 - 300 - restaurantes ............................. 100 - 150 - 200. arquivos de filmes revelados ... 150 - 200 - 300 - lanchonetes .............................. 150 - 200 - 300. estocagem de filmes sem - auto-serviço ............................. 150 - 200 - 300revelações............................. 100 - 150 - 200 - portaria e recepção .................. 150 - 200 - 300- dispensário: - centro telefônico....................... 150 - 200 - 300. geral ...................................... 100 - 150 - 200. mesa...................................... 300 - 500 - 750 30 - Igrejas e templos. depósito de remédios ............. 100 - 150 - 300- banheiros: - nave, entrada, auditórios, sem. geral ...................................... 100 - 150 - 200 ofício....................................... 30 - 50 - 75. espelhos (iluminação - nave, entrada, auditórios, comsuplementar).................................. 200 - 200 - 500 ofício....................................... 100 - 150 - 200- biblioteca................................. 300 - 500 - 750 - púlpito, com ofício.................... 200 - 300 - 500- pronto-socorro:. geral ...................................... 300 - 500 - 750 31 - Indústrias alimentícias- corredores e escadas .............. 75 - 100 - 150- escritórios (ver 14) - seleção de refugos ................... 150 - 200 - 300- cozinhas .................................. 150 - 150 - 300 - limpeza e lavagem.................... 150 - 200 - 300- laboratórios de análises: - classificação pela cor (sala de. sala de pesquisa .................... 150 - 200 - 300 cortes)..................................... 750 - 1000 - 1500. mesa de trabalho ................... 300 - 500 - 750 - cortes e remoção de caroços e- salas de diagnósticos e terapêuticas: sementes.............................. 150 - 200 - 300. geral ...................................... 150 - 200 - 300 - enlatamento:. mesa de diagnóstico .............. 300 - 500 - 750 . mecânico (correia- departamento cirúrgico: transportadora) ...................... 150 - 200 - 300. sala de operação (iluminação . manual ................................... 200 - 300 - 500geral)..................................... 300 - 500 - 750 . inspeção de latas cheias. sala de esterilização ............... 300 - 500 - 750 (amostras para ensaios) ......... 750 - 1000 - 1500- departamento dentário: - trabalho com latas:. sala de dentista (iluminação geral) . inspeção ................................ 750 - 1000 - 1500..................................... 150 - 200 - 300 . selagem das latas ................... 150 - 200 - 300- lavatórios ................................. 100 - 150 - 200 . arranjo de latas e acondicionamento em caixas de- departamento de maternidade: papelão....................................100 - 150 - 200. sala de partos (iluminaçãogeral)..................................... 150 - 200 - 300 32 - Indústria de artigos de ourivesaria e. berçário ................................. 75 - 100 - 150 joalheria. sala de atendimento aoberçário................................. 150 - 200 - 300 - geral ........................................ 750 - 1000 - 1500 44 Universidade Federal de Uberlândia Faculdade de Engenharia Elétrica
  • 45. Luminotécnica e Lâmpadas Elétricas- local ........................................1500 - 2000 - 3000 . rolamentos de solas, colagem do revestimento interno, montagem e33 - Indústria de automóveis acabamento................................... 300 - 500 - 750- construção de carrocerias e chassis, montagem 37 - Indústrias de cerâmicasdas partes componentes ................. 200 - 300 - 500- linha de montagem dos - trituração, filtragem e prensa,chassis.................................... 300 - 500 - 750 secagem................................. 100 - 150 - 200- montagem de carrocerias ......... 200 - 300 - 500 - moldagem, acabamentos e- acabamento e inspeção ........... 750 - 1000 - 1500 limpeza................................... 100 - 150 - 200 - coloração e vitrificação34 - Indústrias de aviões (grosseira)............................... 300 - 500 - 750 - coloração e vitrificação- fabricação: (delicada)............................... 750 - 1000 - 1500. perfuração, rebitagem e - decoração manual .................. 750 - 1000 - 1500pivotagem............................. 200 - 200 - 500. cabines de pulverização ......... 300 - 500 - 750 38 - Indústrias de chapéus. riscagem de chapas de alumínio, fabricação degabaritos ou modelos de braçadeiras, parte da - tingimento, impermeabilização, limpeza efuselagem, peças das asas, refinação ................. 300 - 500 - 750etc...........................300 - 500 - 750 - formação, dimensionamento, perfuração,- solda: confecção de aba, acabamento e passagem a. iluminação geral ..................... 150 - 200 - 300 ferro........................... 750 - 1000 - 1500. iluminação suplementar sobre o - costuras e guarnecimento .... 1500 - 2000 - 3000trabalho.................. 1500 - 2000 - 3000- montagem: 39 - Indústrias de cimentos. trem de aterrissagem, montagens, peças dasasas, casco de fuselagem e outras peças - moagem, fornos ...................... 100 - 150 - 200grandes................................. 300 - 500 - 750 - ensacamento ........................... 100 - 150 - 200- montagem final: - escalas, painéis e instrumentos .. 300 - 500 - 750. colocação dos motores, peças das asas, trem deaterrissagem, etc ................... 300 - 500 - 750 40 - Indústrias de confeitos. inspeção da fuselagem completa eequipamentos...... 300 - 500 - 750 - seção de chocolates:. consertos das máquinas- . quebra, seleção, extração de gordura, alisamentoferramenta................ 300 - 500 - 750 e purificação, trans...................... 150 - 200 - 300 - fabricação de balas ................. 300 - 500 - 75035 - Indústrias de borrachas - recheios: . mistura, fervura, amassamento . 150 - 200 - 300- processamento de matérias-primas: . decoração manual .................. 300 - 500 - 750. trituração, vulcanização .......... 100 - 150 - 200 - confeitos consistentes:. calandragem .......................... 150 - 200 - 300 . mistura, fervura,- outras operações: amassamento.................................. 150 - 200 - 300. máquinas para pneumáticos de veículos, . corte, classificação emangueiras de borracha, moldagem por acondicionamento......................... 300 - 500 - 750compressão, moldagem por extrusão,refinação................ 150 - 200 - 300 41 - Indústrias de conservas de carnes- inspeção final ......................... 750 - 1000 - 1500 - abate de gado ......................... 100 - 150 - 20036 - Indústrias de calçados - limpeza e corte ........................ 300 - 500 - 750 - cozimento, moagem, enlatamento e- couros: acondicionamento ...... 150 - 200 - 300. riscagem de modelos, cortes, costuras, formaçãode pares e classificação............ 750 - 1000 - 1500 42 - Indústrias de couros. pregação com tachas, colocação de solas,pregueação, colocação nas fôrmas, colocação de - tanques .................................... 100 - 150 - 200vira, enrijecimento, limpeza, tingimento e - limpeza, curtimento, estriagem,polimento.................................. 750 - 1000 - 1500 tingimento................................ 100 - 150 - 200- borracha: - divisão, descarnamento e. lavagem, tratamento de composto de borracha, preparação.............................. 150 - 200 - 300confecção de lençóis de - acabamento e inspeção............ 300 - 500 - 750borracha....................................... 100 - 150 - 200. envernizamento, vulcanização, calandragem, 43 - Indústrias de fumoscorte da parte superior esolas.......................................... 150 - 200 - 300 - secagem, rasgamento, corte e mistura.................................... 150 - 200 - 300 45 Universidade Federal de Uberlândia Faculdade de Engenharia Elétrica
  • 46. Luminotécnica e Lâmpadas Elétricas- preparação de melados, essências e - fornos mecânicos e tanques de cristalização,goma.................... 150 - 200 - 300 vasos de evaporação, filtragem,- inspeção e classificação ........ 750 - 1000 - 1500 alvejamento...................................... 150 - 200 - 300- máquinas para cigarros, charutos e - caldeiras de engrossamento,filtros...................... 300 - 500 - 750 extração, filtragem e equipamento de filtração,- encarteiramento e eletrólise .... 150 - 200 - 300empacotamento.......................... 300 - 500 - 750 - indústria e reparação de relógios, cronômetros e equipamento de precisão:44 - Indústrias de gelo . geral ................................... 1500 - 2000 - 3000- geral ......................................... 150 - 200 - 300 50.1 - Indústrias de sabão45 - Indústrias de gravação de desenhos e - fervura, cortes, fabricação de pó edizeres flocos............................... 150 - 200 - 300 - prensagem, acondicionamento e embalagem,- geral ......................................1500 - 2000 - 3000 enchimento das caixas de papelão com sabão em pó e acondicionamento das46 - Indústrias de luvas caixas............................... 150 - 200 - 300- cortes, prensagem, perfuração...750 - 1000 - 1500 51 - Indústrias têxteis- confecção de malhas,classificação............................ 300 - 500 - 750 - algodão:- costuras, guarnecimento, . abertura de fardos, batedores, misturas,inspeção.......................... 1500 - 2000 - 3000 classificação ........... 150 - 200 - 300 . cardação, estiragem, engomagem, enrolamento47 - Indústrias de materiais elétricos e de bobinas e carretéis, fiação .................. 200 - 300telecomunicações - 500 . espulagem, classificação,- impregnação ............................ 150 - 200 - 300 urdimento.............................. 300 - 500 - 750- isolação ................................... 300 - 500 - 750 . preparação dos rolos de urdume- enrolamento, bobinagem .......... 300 - 500 - 750 ................................................. 300 - 500 - 750- ensaios, inspeção ..................... 300 - 500 - 750 . tecelagem .............................. 300 - 500 - 750- trabalhos mecânicos e de montagem (ver 33) . inspeção (peças estacionárias).................................... 300 - 500 -48 - Indústrias metalúrgicas 750 . inspeção (peças em movimento- usinagem grosseira e trabalhos de rápido)........................ 750 - 1000 -1500ajustador............................. 150 - 200 - 300 . engrupagem automática ......... 750 - 1000 - 1500- usinagem média e trabalhos de ajustador, . engrupagem manual ............... 300 - 500 - 750trabalhos grosseiros de plainas, tornos e - sedas e fibras sintéticas:polimento.... 300 - 500 - 750 . desengomagem, tingimento,- usinagem de precisão de trabalhos de ajustador, secagem................................ 150 - 200 - 300máquinas de precisão automática, plainamento, . enrolamento de bobinas e carretéis, retorçãotornos de precisão e polimento de alta .................. 150 - 200 - 300qualidade...... 750 - 1000 - 1500 . urdimento, fiação .................... 300 - 500 - 750- usinagem de alta precisão e trabalhos de . tecelagem .............................. 300 - 500 - 750ajustador ......... 1500 - 2000 - 3000 - lã: . abertura de fardos, batedores, misturas,49 - Indústrias de papéis classificação ........... 150 - 200 - 300 . lavagem, massaroqueiras ....... 150 - 200 - 300- abertura e trituração, . mistura ................................... 150 - 200 - 300calandragem.................................... 150 - 200 - 300 . inspeção ................................ 300 - 500 - 750- máquinas de papel, cortes, usinagem e . cardação, estiragem, engomagem, retorção,refinação............... 150 - 200 - 300 enrolamento de espulas ............. 150 - 200 - 300- máquinas de papel – lado . fiação (branca) ........................ 150 - 200 - 300úmido...................................... 150 - 200 - 300 . fiação (colorida) ...................... 300 - 500 - 750- máquinas de papel – lado seco, inspeção, . tecelagem (branca) ................. 300 - 500 - 750laboratório ...... 300 - 500 - 750 . tecelagem (colorida) ............... 750 - 1000 - 1500 . urdimento ............................... 300 - 500 - 75050 - Indústrias químicas . engrupagem ........................... 150 - 200 - 300- fornos de operação manual, secadores 52 - Indústrias de tintasestacionários, caldeirase tanques de - geral ........................................ 150 - 200 - 300cristalização.......................................... 150 - 200 - - igualação de cores de acordo com os padrões300 (localmente na fábrica) .............. 750 - 1000 - 1500 46 Universidade Federal de Uberlândia Faculdade de Engenharia Elétrica
  • 47. Luminotécnica e Lâmpadas Elétricas53 - Indústrias de vestuário - dimensionamento, plainagem, lixamento grosso, aparelhamento semipreciso, colagem, folheamento- inspeção do material ............. 1500 - 2000 - 3000 e montagem ......... 200 - 300 - 500- corte e passagem .................... 750 - 1000 - 1500 - aparelhamento de precisão, lixamento fino e- costura e guarnecimento ......... 750 - 1000 - 1500 acabamento .... 300 - 500 - 75054 - Indústrias de vidros 60 - Moinhos de farinhas- salas de mistura e salões de fornos, moldagem e - moagem, peneiramento,pressão, resfriamento e sopramento à purificação............................... 150 - 200 - 300maquina............................... 150 - 200 - 300 - embalagem .............................. 150 - 200 - 300- esmerilhamento, corte dimensional, - inspeção do produto ................ 300 - 500 - 750prateamento....... 300 - 500 - 750 - limpeza de peneiras, passagem, inspeção de- esmerilhamento fino, polimento, tanques ................ 150 - 200 - 300chanframento.............. 300 - 500 - 750- gravação, polimento e 61 – Museusinspeção.............................. 750 - 1000 - 1500 - geral ......................................... 75 - 100 - 15055 – Lavanderias - quadro (iluminação suplementar)........................................... 150 - 200 -- lavagem de roupas .................. 150 - 200 - 300 300- passagem de peças a ferro, pesagem, contagem - esculturas e outros objetos ....... 300 - 500 - 750e marcação .................................... 150 - 200 - 300- calandragem, classificação ...... 150 - 200 - 300 62 – Padarias- passagem manual a ferro de peças delicadas(saias e golas de vestidos) ............ 300 - 500 - 750 - sala de mistura ......................... 150 - 200 - 300 - porta-massa (iluminação56 – Lavatórios vertical).......................................... 100 - 150 - 200 - sala de fermentação ................. 100 - 150 - 200- geral ........................................ 100 - 150 - 200 - sala de preparação ................... 150 - 200 - 300- espelho ................................... 200 - 300 - 500 - espaço de forno ....................... 150 - 200 - 300 - decoração de moldagem .......... 200 - 300 - 50057 - Locais de armazenamento - sala de embalagem .................. 150 - 200 - 300- armazéns gerais (não usados 63 – Pinturasfreqüentemente)....................... 75 - 100 - 150- armazéns de fábricas (usados freqüentemente): - imersão, pulverização, remoção de camadas. armazenamento de volumes antigas, lixamento, pintura egrandes................................. 150 - 200 - 300 acabamento............................... 200 - 300 - 500. armazenamento de volumes - pintura e acabamento de altapequenos.............................. 150 - 200 - 300 qualidade................................ 300 - 500 - 750. armazenamento de volumes muito - pintura e acabamento de qualidade superiorpequenos.................... 200 - 300 - 500 (automóvel, piano, etc.) ................. 750 - 1000 - 150058 – Lojas - polimento e brunimento............ 200 - 300 - 500- vitrinas e balcões (centros comerciais de grandes 64 - Produtos de papel (caixas de papelão)cidades):. geral .................................... 750 - 1000 - 1500 - sala de fabricação .................... 200 - 300 - 500. iluminação suplementar com facho - armazenamento ....................... 100 - 150 - 200concentrado............. 3000 - 5000 - 7500- vitrinas e balcões (outros locais fora dos centros 65 – Residênciascomerciais):. geral ....................................... 300 - 500 - 750 - salas de estar:. iluminação suplementar com facho . geral ....................................... 100 - 150 - 200concentrado............. 1000 - 1500 - 2000 . local (leitura, escrita, bordado,- interior de: etc.)....................................... 300 - 500 - 750. loja de artigos diversos ........... 300 - 500 - 750 - cozinhas:. centros comerciais .................. 300 - 500 - 750 . geral ....................................... 100 - 150 - 200. outros locais ........................... 300 - 300 - 750 . local (fogão, pia, mesa) ........... 200 - 300 - 500 - quartos de dormir:59 - Marcenaria e carpintaria . geral ....................................... 100 - 150 - 200 . local (espelho, penteadeira,- serragem e aparelhamento, trabalho cama).................................... 200 - 300 - 500grosseiro.................... 150 - 200 - 300 - hall, escadas, despensas, garagens: . geral ....................................... 75 - 100 - 150 . local ....................................... 200 - 300 - 500 47 Universidade Federal de Uberlândia Faculdade de Engenharia Elétrica
  • 48. Luminotécnica e Lâmpadas Elétricas- banheiros: . estereotipagem ...................... 200 - 300 - 500. geral ....................................... 100 - 150 - 200 - litografia:. local (espelhos) ....................... 200 - 300 - 500 . gravação, tiragem de provas .. 200 - 300 - 500 . retocagem e inspeção ............ 300 - 500 - 75066 - Restaurantes (ver 29) . preparação de cores .............. 300 - 500 - 750 . cobrimento (máscaras) ........... 300 - 500 - 75067 – Siderúrgicas 73 - Trabalhos com couros- depósito de matérias-primas .... 100 - 150 - 200- áreas de carregamento ............. 150 - 200 - 300 - prensagem, enrolamento e- enchimento de fornos: polimento.............................. 750 - 1000 - 1500. poço de resíduos .................... 150 - 200 - 300 - inspeção, classificação, corte e. aberturas para inspeções ........ 150 - 200 - 300 costura...................... 750 - 1000 - 1500- fundição de lingotes ................. 150 - 200 - 300- depósitos de lingotes ............... 150 - 200 - 300 74 - Tratamento de carvão- conserto de portas do forno e materialrefratário..................... 150 - 200 - 300 - trituração, peneiramento,- depósito de refugo ................... 150 - 200 - 300 lavagem.................................. 150 - 200 - 300- fabricação de aço .................... 150 - 200 - 300 - classificação (correia- compartimento de trituração .... 150 - 200 - 300 transportadora)............................... 200 - 300 - 50068 – Soldas 75 - Usinas de aço- iluminação geral ....................... 150 - 200 - 300 - forjas ....................................... 150 - 200 - 300- solda de arco de precisão - laminação:(manual).............................. 1500 - 2000 - 3000 . uma fase de laminação, laminação a quente de tiras, laminação a frio de tiras e69 – Tapeçarias chapas.................................. 150 - 200 - 300 . trefilação de tubos, vergalhões e- estofamento de móveis ............ 300 - 500 - 750 fios............................ 150 - 200 - 300 - fabricação de chapas:70 - Terminais de vídeo . estanhagens, galvanização, laminação a frio..................... 150 - 200 - 300- leitura de documentos (para - salas de máquinas ................... 150 - 200 - 300datilografia)................................ 300 - 500 - 750 - inspeção:- teclado .................................... 300 - 300 - 300 . chapas pretas, chapas laminadas........................................ 300 - 500 - 75071 – Tinturarias . chapas estanhadas e outras superfícies claras................... 300 - 500 - 750- marcação, classificação, lavagem elimpeza......................... 150 - 200 - 300 76 - Usinas de açúcar- inspeção e remoção demanchas.................................... 1500 - 2000 - 3000 - moagem, mistura, fervura,- passagem de roupas (a máquina ou transporte................................ 150 - 200 - 300manual)............. 300 - 500 - 750 - usinagem centrífuga, purificação,- consertos e modificações ....... 750 - 1000 - 1500 peneiramento................... 300 - 500 - 750 - Inspeção de cor ....................... 750 - 500 - 75072 – Tipografias - armazenamento ........................ 100 - 150 - 200- fundição de tipos: 77 - Usinas de leite. confecção de matrizes ............ 300 - 500 - 750. fundição de tipos (mecânica ou manual), - sala de esterilização, armazenamento declassificação ....... 200 - 300 - 500 garrafas, instalações de lavagem de latas para- oficinas tipográficas: leite, instalações de resfriamento, salão de. inspeção de cores .................. 750 - 1000 - 1500 resfriamento, pasteurização e separação de. montagem de tipos na máquina, sala para a cremes .................................... 150 - 200 - 300montagem manual de tipos ............ 200 - 500 - 750 - classificação de garrafas .......... 150 - 200 - 300. impressão .............................. 200 - 300 - 500 - inspeção na máquina de lavar .. 300 - 500 - 750. mesas de fôrmas .................... 300 - 500 - 750 - inspeção durante o. revisão ................................... 300 - 500 - 750 enchimento...................................... 300 - 500 - 750- seção eletroquímica: - sala de pesagens ..................... 100 - 150 - 200. gravação, retocagem e acabamento de - balanças .................................. 150 - 200 - 300matrizes..................................... 300 - 500 - 750 - laboratórios .............................. 300 - 500 - 750 48 Universidade Federal de Uberlândia Faculdade de Engenharia Elétrica
  • 49. Luminotécnica e Lâmpadas Elétricas Anexo II –Tipos de Luminárias e curvas CDL (LUMINE)Tipo Esquema CDL Descrição Tipo de iluminaçãoA1 Luminária de embutir para Direta lâmpada refletora elíptica – tetoA1.1 Luminária de embutir para Direta lâmpada refletora – tetoA1.2 Luminária refletora de embutir Direta para lâmpada de descarga de alta pressão – tetoA2 Luminária refletora suspensa Direta para lâmpada fluorescente – tetoA2.1 Refletor suspenso Direta - tetoA3 Luminária de embutir para Direta lâmpadas fluorescente compacta e incandescente – tetoB2 Luminária de sobrepor para Direta lâmpadas fluorescentes e incandescente – teto 49 Universidade Federal de Uberlândia Faculdade de Engenharia Elétrica
  • 50. Luminotécnica e Lâmpadas ElétricasTipo Esquema CDL Descrição Tipo de iluminaçãoB4 Luminária de sobrepor para Direta lâmpada fluorescente tubular – tetoC2 Luminária de sobrepor com Direta plafonier para lâmpada fluorescente tubular – tetoC4 Luminária de sobrepor e de tipo Direta Spots para lâmpadas fluorescentes e incandescente nuas – tetoD2 Luminária de sobrepor para Semi-indireta iluminação semi-indireta – tetoE2 Luminária de sobrepor para Indireta iluminação indireta – paredeE3 Refletor de sobrepor para Indireta iluminação indireta - baixa 50 Universidade Federal de Uberlândia Faculdade de Engenharia Elétrica
  • 51. Luminotécnica e Lâmpadas ElétricasAnexo III – Eficiência Aproximada de Luminárias 51 Universidade Federal de Uberlândia Faculdade de Engenharia Elétrica
  • 52. Luminotécnica e Lâmpadas ElétricasAnexo IV – Tabela de Eficiência do Recinto 52 Universidade Federal de Uberlândia Faculdade de Engenharia Elétrica
  • 53. Luminotécnica e Lâmpadas Elétricas 53 Universidade Federal de Uberlândia Faculdade de Engenharia Elétrica
  • 54. Luminotécnica e Lâmpadas Elétricas 54 Universidade Federal de Uberlândia Faculdade de Engenharia Elétrica
  • 55. Luminotécnica e Lâmpadas Elétricas 55 Universidade Federal de Uberlândia Faculdade de Engenharia Elétrica
  • 56. Luminotécnica e Lâmpadas ElétricasAnexo V – Tipo de luminária x Fator de depreciação Tipo de Aparelho FdAparelhos para embutir lâmpadas incandescentes 0,85Aparelhos para embutir lâmpadas refletorasCalha aberta e chanfrada 0,8Refletor industrial para lâmpadas incandescentesLuminária comercial 0,75Luminária ampla utilizada em linhas contínuasRefletor parabólico para duas lâmpadas incandescentesRefletor industrial para lâmpada VMAparelho para lâmpada incandescente para iluminação indireta 0,7Luminária industrial tipo MillerLuminária com difusor de acrílicoGlobo de vidro fechado para lâmpada incandescenteRefletor com difusor plásticoLuminária comercial para lâmpada high output colméia 0,6Luminária para lâmpada fluorescente para iluminação indireta 56 Universidade Federal de Uberlândia Faculdade de Engenharia Elétrica
  • 57. Luminotécnica e Lâmpadas ElétricasAnexo VI – Luminária Philips TCS 029 57 Universidade Federal de Uberlândia Faculdade de Engenharia Elétrica
  • 58. Luminotécnica e Lâmpadas Elétricas 58 Universidade Federal de Uberlândia Faculdade de Engenharia Elétrica
  • 59. Luminotécnica e Lâmpadas Elétricas 59 Universidade Federal de Uberlândia Faculdade de Engenharia Elétrica
  • 60. Luminotécnica e Lâmpadas ElétricasReferências Bibliográficas1. PHILIPS. Iluminação – Noções Básicas de Iluminação. Informação de produto – Informação de Aplicação.2. OSRAM. Manual Luminotécnico Prático. 2000.3. LUMICENTER - Engenharia de Iluminação. Informações Técnicas. Disponível em: <http://www.lumicenter.com/catalogo.php>. Acesso em: 10 mar. 2009.4. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR-5413 - Iluminância de Interiores. Rio de Janeiro, 1992.5. FONSECA, Rômulo Soares. Iluminação Elétrica. McGraw-Hill do Brasil.6. MOREIRA, Vinicius de Araújo. Iluminação e Fotometria – Teoria e Aplicação. 3. ed. rev. e amp. Edgard Blucher.7. SILVA, Mauri Luiz da. Luz Lâmpadas & Iluminação. 3. ed. Ciência Moderna.8. RODRIGUES, Pierre. Manual de Iluminação Suficiente. PROCEL – Programa Nacional de Conservação de Energia Elétrica, 2002.9. COTRIM, Ademaro A. M. B. Instalações Elétricas. Revisão e adaptação técnica em conformidade com a NBR 5410 de Geraldo Kindermann. 4. ed. São Paulo: Prentice Hall, 2006. 678 p. 60 Universidade Federal de Uberlândia Faculdade de Engenharia Elétrica