Iluminação: Conceitos

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Introdução e conceitos às técnicas de iluminação.

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Iluminação: Conceitos

  1. 1. Automação ILUMINAÇÃO Conceitos26-11-2011 Por : Luís Timóteo 1
  2. 2. Automação O que é a luz A Luz é uma forma de energia que faz parte do espectro electromagnético, que excita o nosso sistema neurovisual que nos permite ver. Sir Isaac Newton identificou o espectro visível da luz em 1666 e identificou 7 cores: encarnado, laranja, amarelo, verde, azul, violeta e índigo Disco de Newton (azul turquesa). As cores de Newton são segmentos arbitrários do espectro contínuo das cores. Quando todas as corres espectrais viajam em conjunto, combinam- se, fazendo luz branca.26-11-2011 Por : Luís Timóteo 2
  3. 3. Automação O que é a luz:  Há duas maneiras de interpretar o que é a luz:  Há a teoria da “partícula” expressa em parte pela palavra fotão.  Há a teoria da “onda ” expressa pelo termo onda de luz. Partículas  Electrão Núcleo do Átomo  Fotão de luz Visível   Radiação é transmissão de energia através do espaço.26-11-2011 Por : Luís Timóteo 3
  4. 4. Automação Transmissão da Luz Como se transmite a Luz ?A luz transmite-se à distância através do espaço, por meio de ondas similaresàquelas que se formam num lago, quando se atira uma pedra. Estas ondasconcêntricas propagam-se na largura e no comprimento do lago, formando cristas evales, que vão sendo amortecidos até desaparecerem. Graças ás mesmas, o efeito dochoque da pedra sobre a água é sentido à distância do lugar donde foi produzidoAs ondas que formam-se na água e as ondas luminosas tem em comum que seusefeitos são percebidos à distância; o que as difere é que as ondas luminosas nãonecessitam de nenhum meio material para propagarem-se, inclusive conseguemtransmitir-se através de meios líquidos e sólidos, enquanto que as da águanecessitam desse meio para serem transmitidas. Assim a luz que recebemos do solem forma de ondas chega até nós atravessando o espaço vazio que existe entre osplanetas, e ao entrar em contacto com a atmosfera transmite-se através dos gasesque a formam.Outra diferença é que as ondas luminosas propagam-se em todas as direcções doespaço (comprimento, largura e altura), enquanto que as ondas formadas na água sóo fazem na superfície desta (largura e comprimento).Resumindo: A luz se transmite por meio de ondas, a distância, no vácuo e emtodas as direcções.26-11-2011 Por : Luís Timóteo 4
  5. 5. Automação Características da Radiação LuminosaEspectro da Luz Visível. A radiação luminosa, igualmente que outras radiações electromagnéticas, apresenta duas características físicas fundamentais que as diferenciam. São elas: O comprimento da onda (), ou a distância entre duas ondas consecutivas; A velocidade de propagação (a luz propaga-se a uma velocidade de 300.000 Km/s). Além dessas características, a luz propaga-se em linha recta que corresponde ao eix das ondas luminosas.  A unidade utilizada para dimensionar o comprimento de onda em Luminotecnia é o nanómetro, de símbolo nm.26-11-2011 Por : Luís Timóteo 5
  6. 6. Automação Espectro da Luz Luz visível - Aquela que é detectada pelo olho humano – consiste de comprimentos de onda na banda de aproximadamente 780nm até 390nm (nano metros.) Infravermelhos Luz visível Ultravioleta 900 800 700 600 500 400 300 Comprimento de onda ( nm) c A frequência da Luz (υ) - Comprimento de onda (λ) :  Encarnado Laranja Amarelo Verde Azul  Violeta 780 620 597 577 492 455 a 620 nm a 597 nm a 577 nm a 492 nm a 455 nm a 390 nm c=3 x 108 m/s é a velocidade da Luz. v=Frequência.26-11-2011 Por : Luís Timóteo 6
  7. 7. Automação O que é a luz: Espectro Visível http://video.about.com/physics/The-Visible-Light-Spectrum.htm26-11-2011 Por : Luís Timóteo 7
  8. 8. Automação O olho Humano  O olho humano apresenta uma estrutura complexa, sendo constituído de uma lente (cristalino) que focaliza a radiação incidente, previamente colimada (posta em paralelo) pela pupila, numa região da retina (fóvea) na qual se concentram os receptores fotossensíveis (bastonetes e cones) das células nervosas como mostra o diagrama da Figura. Cristalino Retina Íris Fóvea Noite Dia Eixo Visual Pupila Córnea Nervo Óptico Os bastonetes são totalmente insensíveis ás cores, respondem a estímulos em baixa luminosidade e determinam as características da visão nocturna (ou escotóptica). A discriminação de cores resulta da sensibilização dos três tipos de cones, os quais se diferenciam pelo tipo de fotopigmento e necessitam de níveis mínimos de luminosidade que caracterizam a visão diurna (ou fotóptica).26-11-2011 Por : Luís Timóteo 8
  9. 9. Automação Mas afinal, o que é a cor? … a cor é decorrente de um tipo de radiação visível, de pequeno comprimento de onda situada numa diminuta faixa de intervalo de espectro electromagnético. Dependendo da intensidade do fluxo luminoso e da composição espectral da luz, esta provoca no observador uma sensação subjectiva, independente de condições espaciais ou temporais...26-11-2011 Por : Luís Timóteo 9
  10. 10. Automação Sensibilidade do olho Espectro da Luz Visível. Como sabemos a luz produz uma impressão de claridade nos olhos. No entanto, a sensibilidade dos olhos varia com cada cor e é máxima à radiação amarelo/verde que se situa no meio do espectro da luz visível. Olho adaptado ao claro. Olho adaptado ao escuro Nos extremos do espectro, cores violeta e vermelho, a sensibilidade diminui até que a radiação deixa de impressionar os olhos.26-11-2011 Por : Luís Timóteo 10
  11. 11. Automação Luminotecnia Podemos ver que a luz é composta por três cores primárias. A combinação das cores vermelho, verde e azul permite- nos obter o branco. A combinação de duas cores primárias produz as cores secundárias - violeta, amarelo e cyan (Azul claro). As três cores primárias dosadas em diferentes quantidades permitem-nos obter outras cores de luz. A Luminotecnia é o estudo minucioso das técnicas das fontes de iluminação artificial, através da energia eléctrica.Toda vez que se pensa em fazer um estudo das lâmpadas de um determinado ambiente, está-se pensando em fazer um estudo luminotécnico. Vantagens: Protecção à visão humana; Diminui os erros e acidentes; Aumenta o rendimento do trabalho que se realiza; Proporciona mais conforto, bem-estar e segurança.26-11-2011 Por : Luís Timóteo 11
  12. 12. Automação Iluminação: introdução A iluminação é um dos factores de maior relevância no que toca ao consumo de energia eléctrica. Chegando a ser responsável por aproximadamente 20% de toda energia consumida no país e por mais de 40% da energia consumida pelo sector de comércio e serviços. Como a energia eléctrica é a maior despesa da iluminação, a chave da redução dos custos de iluminação é diminuir a quantidade de electricidade para determinado nível de iluminação. Assim, o que se paga por energia eléctrica para sistemas de iluminação está directamente relacionado com a eficiência luminosa da lâmpada utilizada. Reduzir o consumo não significa necessariamente diminuir a iluminação. É suficiente que se utilize equipamentos mais adequados e bem planeados, proporcionando conforto visual, despertando a atenção e estimulando a eficiência.26-11-2011 Por : Luís Timóteo 12
  13. 13. Automação Iluminação!..... A iluminação é um dos factores de maior relevância no que toca ao consumo de energia eléctrica….26-11-2011 Por : Luís Timóteo 13
  14. 14. Automação Grandezas e Unidades Fotométricas  Na técnica da iluminação intervêm dois elementos básicos: a fonte produtora de luz e o objecto a ser iluminado. As grandezas e unidades de medidas fundamentais empregadas nas qualidades e nos efeitos das fontes de luz são as seguintes:  Fluxo Luminoso  Rendimento Luminoso  Quantidade de Luz  Intensidade Luminosa  Iluminância  Luminância26-11-2011 Por : Luís Timóteo 14
  15. 15. Automação Grandezas e Unidades Fotométricas Fluxo Luminoso (potência luminosa) A energia transformada pelas fontes luminosas não pode ser aproveitada totalmente para a produção de luz. Por exemplo, uma lâmpada incandescente consome uma determinada energia eléctrica que transforma em energia radiante, da qual apenas uma pequena parte é percebida pelo olho em forma de luz, enquanto o resto é perdido em forma de calor. A energia radiante de uma fonte de luz que produz uma sensação luminosa é chamada de Fluxo Luminoso. O Fluxo Luminoso é representado pela letra grega φ (fi), e sua unidade de medida é o lúmen (lm). O lúmen é o fluxo luminoso da radiação monocromática que caracteriza-se por uma frequência f de valor 540x12¹² Hertz e por um fluxo de energia radiante de 1/683 W. Um watt de energia radiante de comprimento de onda de 555nm na atmosfera equivale a aproximadamente 683 lm.26-11-2011 Por : Luís Timóteo 15
  16. 16. Automação Grandezas e Unidades Fotométricas Fluxo Luminoso (potência luminosa) A medida do Fluxo Luminoso realiza-se em laboratório por meio de um fotoelemento ajustado segundo uma curva de sensibilidade fototópica do olho às radiações monocromáticas (curva V λ), incorporada a uma esfera côncava, a qual dá-se o nome de esfera integradora de Ulbricht, em cujo interior se coloca a fonte a ser medida. Esfera de Ulbricht26-11-2011 Por : Luís Timóteo 16
  17. 17. Automação Fluxo luminoso Símbolo: Φ Unidade: lúmen (lm) 1 lúmen O seu valor é dado em lúmen (lm), que é o fluxo luminoso emitido por um ângulo sólido de 1 esferorradiano e uma dada direcção por uma fonte pontual com intensidade luminosa uniforme de 1 candela. O fluxo luminoso é a quantidade de luz emitida em todas as direcções por uma fonte luminosa durante determinado tempo. Q Fluxo luminoso (lm)→ Φ  Q = lumens/segundo t = segundo t26-11-2011 Por : Luís Timóteo 17
  18. 18. Automação Fluxo luminosoLúmen (lm): Como unidade de potência corresponde a 1/680W emitidos no comprimento de onda de 550 nm. Q Fluxo luminoso (lm)→ Φ Q = lumens/segundo t = segundo t Ângulo de 1 esferorradiano S  2 r Definiremos o esferorradiano como o valor de um ângulo sólido que determina sobre a superfície de uma esfera um cone cuja área da base é igual ao quadrado do raio da esfera considerada.26-11-2011 Por : Luís Timóteo 18
  19. 19. Automação Fluxo luminoso: Resumo Genericamente é a energia radiante que afecta o olho nu durante 1 segundo. FLUXO ILUMINOSO OU POTÊNCIA LUMINOSA : É uma das unidades fundamentais em engenharia de iluminação, dada como a quantidade total de luz emitida por uma fonte, em sua tensão nominal de funcionamento. Símbolo = L Unidade = Lumens Lumen () = 1/ 680 W26-11-2011 Por : Luís Timóteo 19
  20. 20. Automação Fluxo luminoso: Exemplos Vela .................................................................... 10 lm Lâmpada Incandescente (100 W) .................1.350 lm Lâmpada fluorescente tubular (32 W)…….... 2.700 lm26-11-2011 Por : Luís Timóteo 20
  21. 21. Automação Fluxo luminoso: Exemplos Lâmpadas de Multivapores Metálicos (150 W)............... 12.000 lm Lâmpada de Vapor de Mercúrio em Alta Pressão (400 W)............................. 22.000 lm Lâmpadas de Vapor de Sódio em Alta Pressão (400 W) .........................48.000 lm26-11-2011 Por : Luís Timóteo 21
  22. 22. Automação Grandezas e Unidades Fotométricas Rendimento Luminoso ou Eficácia Luminosa O Rendimento Luminoso ou Coeficiente de Eficácia Luminosa de uma fonte de luz, indica o fluxo por esta mesma emitido por cada unidade de potência eléctrica consumida para sua obtenção. O Rendimento Luminoso é representado pela letra grega η (eta), sendo a sua unidade de medida o lúmen por watt (lm/W). A fórmula que expressa o rendimento luminoso é: η = φ / W. Se conseguíssemos fabricar uma lâmpada que transformasse sem perdas toda a potência eléctrica consumida em luz, de um comprimento de onda de 555nm, esta lâmpada teria um maior Rendimento Luminoso possível, cujo valor seria de 683 lm/W, mas como só uma pequena parte é transformada em luz, os Rendimentos Luminosos obtidos até agora para diferentes lâmpadas, ficam muito aquém deste valor, apresentando diferenças notáveis entre as mesmas.26-11-2011 Por : Luís Timóteo 22
  23. 23. Automação Grandezas e Unidades Fotométricas Eficácia luminosa Exemplo de cálculo de Rendimento Luminoso: uma lâmpada incandescente de 100W, que emite um Fluxo Luminoso de 1.380 lúmens, tem um Rendimento Luminoso de: η= φ / W = 1.380 lm / 100W = 13,8 lm/W O Rendimento Luminoso pode-se dar também, para lâmpadas de descarga em relação ao consumo de potência da lâmpada com o equipamento de controle.26-11-2011 Por : Luís Timóteo 23
  24. 24. Automação Grandezas e Unidades Fotométricas Eficácia luminosa Define-se de uma lâmpada, medida em lumen/watt (lm/W), como a razão entre o fluxo luminoso total emitido  e a potência eléctrica total P consumida pela mesma. A eficácia luminosa é um indicador da eficiência do processo de emissão de luz utilizada sob o ponto de vista do aproveitamento energético. 507 nm 1700 lumens/Watt Este 1500 gráfico representa a eficácia Visão Escotóptica luminosa espectral para a visão humana. (dark adapted) Lumens/Watt 1000 555 nm 683 lumens/Watt O lúmen (lm) é por definição o pico da 500 Visão Fotóptica curva da visão Fotóptica onde corresponde (light adapted) a uma eficácia luminosa de 683 lumens/Watt ou (100%) para uma luz com 400 500 600 700 o comprimento de onda de 555 nm. Comprimento de onda () em nm26-11-2011 Por : Luís Timóteo 24
  25. 25. Automação Grandezas e Unidades Fotométricas Eficácia luminosa Define-se de uma lâmpada, medida em lúmen/watt (lm/W), como a razão entre o fluxo luminoso total emitido  e a potência eléctrica total P consumida pela mesma. A eficácia luminosa é um indicador da eficiência do processo de emissão de luz utilizada sob o ponto de vista do aproveitamento energético.26-11-2011 Por : Luís Timóteo 25
  26. 26. Automação Grandezas e Unidades Fotométricas Eficácia luminosa Podemos dizer que eficiência luminosa de uma fonte luminosa é o quociente entre o fluxo luminoso emitido em lumens, pela potência consumido em Watts. Em outras palavras, esta grandeza retrata a quantidade de “luz” que uma fonte luminosa pode produzir a partir da potência eléctrica de 1 Watt. Quanto maior o valor do eficiência luminosa de uma determinada lâmpada, maior será a quantidade de luz produzida com o mesmo consumo. Eficiência luminosa de uma lâmpada () É calculada pela divisão entre o fluxo luminoso emitido em lúmenes e a potência consumida pela lâmpada em Watt. A unidade de medida é o lúmen por Watt (lm/W). Uma lâmpada proporciona uma maior eficiência luminosa quando a energia consumida para gerar um determinado fluxo luminoso é menor do que da outra. Exemplos: Lâmpada de incandescência de 100 W: 1500 lm. Eficiência luminosa = 1500 / 100 = 15 lm/W Lâmpada fluorescente de 40 W: 2600 lm. Eficiência luminosa = 2600 / 40 = 65 lm/W26-11-2011 Por : Luís Timóteo 26
  27. 27. Automação Fluxo Luminoso e Eficiência Eficiência consoante o tipo de Lâmpada Eficiência Tempo de Vida Útil IRC Temperatura da Tipo (lumens/Watt) (Milhares de horas) (Color Rendering) cor ( Kº) de Lâmpada) 10 30 50 70 90 110 130 150 2 6 10 14 18 22 26 30Filamento/Tungsténio 90 -100 2800 ExcelenteFilamento/Halogéneo 90 -100 Excelente 3000Tubular Fluorescente 40 -69 Pobre/Moderado 3000 - 4000Tubular Fluorescente 80 -100 Multifósforo Muito Bom/Excelente 2700 - 6500Fluorescente Compacta 80 -100 2700 - 6000 Muito Bom/ExcelenteSódio/Alta Pressão 20 -39 2500 Muito PobreVapores Metálicos 80 -100 3000 - 6000 Muito bom/ExcelenteLâmpadas L.E.D. 62 -91 3500 - 6000 BomFonte: Energy Efficient Lightborg – Guidance for testesller and Specifers CESI 2006 Edition Energy Efficient Trust26-11-2011 Por : Luís Timóteo 27
  28. 28. Automação LÂMPADAS: Características e eficiência Incandescentes POTÊNCIA FLUXO EFICIÊNCIA VIDA MÉDIA TIPO DE (Watts) LUMINOSO LUMINOSA (horas) VANTAGENS DESVANTAGENS OBSERVAÇÃO LÂMPADA (lumens) (lm/Watts)Incand. 40 470 11,8 Iluminação Baixa eficiência Ligação imediataComum 60 780 13,0 geral luminosa e, por sem necessidade 100 1.480 14,8 1.000 localizada de isto, custo de uso de dispositivos 150 2.360 15,7 interiores. elevado; alta auxiliares Tamanho produção de calor,Incand. 36 410 12,8Econômica 54 710 14,6 1.000 67 950 15,8 90 1.320 16,426-11-2011 Por : Luís Timóteo 28
  29. 29. Automação LÂMPADAS: Características e eficiência Fluorescentes VIDA POTÊNCIA FLUXO EFICIÊNCIA TIPO DE MÉDIA DESVANTAGEN VANTAGENS OBSERVAÇÃO LÂMPADA (Watts) LUMINOSO LUMINOSA (horas) S (lumens) (lm/Watts) 15 850 56,7 7.500 Ótima eficiência Custo elevado Flúoresce. 20 1.060 53,0 luminosa, longa de instalação. Comum. 30 2.000 69,2 vida útil, baixo 40 2.700 69,4 10.000 custo de funcionamento, Flúoresce. 60 3.850 64,2 10.000 Boa reprodução Necessita de H.O 85 5.900 69,4 de cores. Boa dispositivos auxiliares 110 8.300 75,5 vida média. (reator+starter ou Flúoresce. 16 1.020 63,7 7.500 somente reator de Económica 32 2.500 78,1 partida rápida). 5 250 50,0 5.000 7 400 57,1 Flúoresce. 9 600 66,7 Compacta 11 900 82,0 13 900 69,226-11-2011 Por : Luís Timóteo 29
  30. 30. Automação LÂMPADAS: Características e eficiência HDI POTÊNCIA FLUXO EFICIÊNCIA VIDA MÉDIA TIPO DE (Watts) LUMINOSO LUMINOSA (horas) VANTAGENS DESVANTAGENS OBSERVAÇÃO LÂMPADA (lumens) (lm/Watts) 160 3.000 18,8 Não necessita de Substituem lâmpadas Custo elevado;demora dispositivos 250 5.500 22,0 incandescentes normais Mista 6.000 de elevada potência. 5 min para atingir 80% auxiliares, e é ligada do fluxo luminoso somente em 220 500 13.500 27,0 Pequeno Volume. Volts. 80 3.500 43,8 Necessita de 125 6.000 48,0 Boa eficiência luminosa, dispositivos Vapor de 250 12.600 50,4 15.000 pequeno volume, longa auxiliares; (Balastro) Mercúrio vida média. e é ligada somente 400 22.000 55 em 220 V. 50 3.000 60,0 Custo elevado que é Vapor de 70 55.000 78,6 Óptima eficiência luminosa, amortizado com o uso. Necessita de dispositivos longa vida útil, baixo custo, de auxiliares específicos Sódio de 150 12.500 83,3 18.000 rendimento cromático (luz de Demora em torno de 5 min (balastro + arrancador) e é 250 26.000 104,0 para a lâmpada atingir 90%Alta Pressão cor branco-dourada). do fluxo luminoso total. ligada em 220 Volts. 400 47.500 118,826-11-2011 Por : Luís Timóteo 30
  31. 31. Automação Grandezas e Unidades Fotométricas Quantidade de Luz (energia luminosa) De forma análoga, a energia eléctrica que se determina pela potência eléctrica em unidade de tempo, a quantidade de luz ou energia luminosa determina-se pela potência luminosa ou fluxo luminoso na unidade de tempo. A quantidade de luz representa-se pela letra Q, sendo sua unidade o lúmen por hora (lm/h). A fórmula que expressa a quantidade de luz é: Q=φxt Esta grandeza é importante nas lâmpadas de Flash utilizadas em fotografia, já que o seu valor é decisivo para a iluminação da película. Devido ao curto tempo da descarga, a quantidade de luz dá-se em lúmens x segundo (lm/s). Na lâmpada AG 3B, que emite uma quantidade de luz de 2,1 lm/h, esta grandeza por segundo será: 2,1 lm/h x 3.600 segundos = 7.560 lm/s26-11-2011 Por : Luís Timóteo 31
  32. 32. Automação Grandezas e Unidades Fotométricas Quantidade de Luz (energia luminosa) Também tem interesses em conhecer, para efeitos de cálculos económicos, a quantidade de luz que emite uma lâmpada durante sua vida. Uma lâmpada incandescente de 40W que tem um Fluxo Luminoso de 430 lúmens, durante a sua vida de 1.000 horas emitirá uma Quantidade de Luz de: 430 lm x 1.000 horas = 430.000 lm/h Desta quantidade deve-se descontar a correspondente a perda de Fluxo que se produz no decorrer desta vida.26-11-2011 Por : Luís Timóteo 32
  33. 33. Automação Grandezas e Unidades Fotométricas intensidade luminosa Esta grandeza entende-se unicamente a uma determinada direcção e contém um ângulo sólido ω (ómega minúsculo). Igualmente a uma grandeza de superfície corresponde a um ângulo plano que se mede em radianos, a uma grandeza de volume que corresponde a um ângulo sólido ou estéreo que se mede em estereorradianos. O radiano define-se como um ângulo plano que corresponde a um arco de circunferência de comprimento igual ao raio. O estereorradiano define-se deste modo como ângulo sólido que corresponde a um “casquete esférico”, cuja superfície é igual ao quadrado do raio da esfera.26-11-2011 Por : Luís Timóteo 33
  34. 34. Automação Grandezas e Unidades Fotométricas intensidade luminosa A Intensidade Luminosa de uma fonte de luz em uma determinada direcção é igual á relação entre o Fluxo Luminoso contido num ângulo sólido qualquer, cuja figura coincide com a direcção considerada e o valor deste ângulo expresso em estereorradianos. A Intensidade Luminosa representa-se pela letra l, sendo sua unidade a candela (cd). A fórmula que expressa a intensidade luminosa é: l=φ/ω Candela define-se como a Intensidade Luminosa de uma fonte pontual que emite um fluxo luminoso de um lúmen em um ângulo de um estereorradiano. 1cd = 1lm / 1sr26-11-2011 Por : Luís Timóteo 34
  35. 35. Automação Grandezas e Unidades Fotométricas intensidade luminosa Símbolo: I Unidade: candela (cd)  A intensidade luminosa é o fluxo luminoso irradiado na direcção de um determinado ponto. De uma forma geral as fontes luminosas não emitem igualmente em todas as direcções. Deste modo, é necessário conhecer a intensidade luminosa em cada direcção. A esta representação esquemática no espaço envolvente da fonte luminosa chama-se diagrama fotométrico ou diagrama polar e é fornecido pelo fabricante. O ponto x por exemplo, corresponde a uma direcção de 80º, tem uma intensidade luminosa de 350 cd.26-11-2011 Por : Luís Timóteo 35
  36. 36. Automação Grandezas e Unidades Fotométricas Fluxo/intensidade luminosa Diferença entre Fluxo e Intensidade Luminosa. Φ Intensidade Luminosa Φ Símbolo: I Unidade: candela (cd) I Fluxo luminoso Intensidade luminosa Fonte Luminosa ω ΦI  Φ lumens = Candelas  Ângulo sólido esferorradianoA Candela: Define-se também como 1/60 da intensidade luminosa por cm2 dum "corpo negro" á temperatura de solidificação da prata (2042 ºK).26-11-2011 Por : Luís Timóteo 36
  37. 37. Automação Grandezas e Unidades Fotométricas Intensidade luminosa: Resumo É a quantidade de luz que uma fonte emite por unidade de ângulo sólido (lúmen / estereorradiano) projectado numa determinada direcção. O valor está directamente ligado à direcção desta fonte de luz. A intensidade luminosa é expressa em candelas (cd) e, em algumas situações, em candela /1000 lumens. Símbolo = I Unidade = Candela Candela (I) = /w26-11-2011 Por : Luís Timóteo 37
  38. 38. Automação Grandezas e Unidades Fotométricas Distribuição Luminosa. Curva Fotométrica. O conjunto da Intensidade Luminosa de uma origem em todas as direcções constitui o que chamamos de distribuição luminosa. As fontes de luz utilizadas na prática têm uma superfície luminosa mais ou menos grande, cuja intensidade de radiação vê-se afectada pela própria construção da fonte, apresentando valores distintos nas diversas direcções. Com aparelhos especiais pode-se determinar a Intensidade Luminosa de uma fonte (origem), em infinitas direcções do espaço com relação a um eixo vertical. Representando-se por meio de vectores a Intensidade Luminosa de uma fonte (origem),nas infinitas direcções do espaço, obtém-se um corpo chamado sólido fotométrico. Fazendo-se passar um plano pelo eixo de simetria do corpo luminoso, obtém-se uma secção limitada por uma curva denominada curva de distribuição luminosa e também curva fotométrica.26-11-2011 Por : Luís Timóteo 38
  39. 39. Automação Grandezas e Unidades Fotométricas intensidade luminosa: Sólido Fotométrico Sólido fotométrico de uma lâmpada incandescente. Prof. A. C. Mingrone26-11-2011 Por : Luís Timóteo 39
  40. 40. Automação Grandezas e Unidades Fotométricas intensidade luminosa: Curva Fotométrica curva fotométrica de uma lâmpada incandescente curva fotométrica de uma lâmpada fluorescente Prof. A. C. Mingrone Prof. A. C. Mingrone26-11-2011 Por : Luís Timóteo 40
  41. 41. Automação Grandezas e Unidades Fotométricas intensidade luminosa26-11-2011 Por : Luís Timóteo 41
  42. 42. Automação Grandezas e Unidades Fotométricas Distribuição Luminosa. Curva Fotométrica. Mediante a curva fotométrica de uma fonte (origem), pode-se determinar com exactidão a Intensidade Luminosa em qualquer direcção, dado necessário para cálculos de iluminação. As curvas fotométricas são em função de um Fluxo Luminoso emitido de 1.000 lúmens e, como caso mais geral, em que a fonte de luz emita um fluxo superior, os valores da Intensidade Luminosa correspondentes encontram-se mediante a um simples relação. Exemplo: Se uma lâmpada de mercúrio de alta pressão têm um Fluxo Luminoso de 1.000 lúmens, os valores da Intensidade Luminosa deduzidos da sua curva fotométrica dada para 1.000 lúmens, deverão ser multiplicados pelo factor 23 encontrando a relação de 23.000/1.000, para obter-se o verdadeiro valor.26-11-2011 Por : Luís Timóteo 42
  43. 43. Automação Grandezas e Unidades Fotométricas Medida da Intensidade Luminosa A medida da Intensidade Luminosa realiza-se em laboratório por meio de aparatos especiais, dos quais existem diversos modelos fundamentados na lei do inverso do quadrado da distância da iluminação de uma fonte de luz padrão e outra desconhecida, situadas frente a frente num mesmo eixo, e interceptadas por uma tela na qual igualam-se as iluminações captadas em ambas as faces da mesmas mediante a um objecto apropriado.26-11-2011 Por : Luís Timóteo 43
  44. 44. Automação Grandezas e Unidades FotométricasCURVA DE DISTRIBUIÇÃO LUMINOSA OU CURVA FOTOMÉTRICA É a representação da Intensidade Luminosa em todos os ângulos em que ela é direccionada num plano. A curva de distribuição luminosa é apresentada em coordenadas polares (cd/1000 lm) para diferentes planos. São estas curvas que indicam se a lâmpada ou calha de iluminação tem uma distribuição de luz concentrada, difusa, simétrica, assimétrica, etc.26-11-2011 Por : Luís Timóteo 44
  45. 45. Automação Grandezas e Unidades FotométricasCURVA DE DISTRIBUIÇÃO LUMINOSA OU CURVA FOTOMÉTRICA Diagrama de Intensidade Luminosa. Diagrama Transversal Longitudinal26-11-2011 Por : Luís Timóteo 45
  46. 46. Automação Grandezas e Unidades Fotométricas CURVA DE DISTRIBUIÇÃO LUMINOSA OU CURVA FOTOMÉTRICA Diagrama de Intensidade Luminosa.26-11-2011 Por : Luís Timóteo 46
  47. 47. Automação Grandezas e Unidades Fotométricas CURVA DE DISTRIBUIÇÃO LUMINOSA OU CURVA FOTOMÉTRICA Diagrama de Intensidade Luminosa.26-11-2011 Por : Luís Timóteo 47
  48. 48. Automação Grandezas e Unidades Fotométricas  Nível de iluminação ou iluminância A Iluminância ou iluminação de uma superfície é a relação entre o fluxo luminoso que recebe a superfície e a sua extensão. A Iluminância é representada pela letra E, sendo a sua unidade de medida o lux. A fórmula que expressa a Iluminância é: E=φ/S Se deduz da fórmula que quanto maior o Fluxo Luminoso incidente sobre a superfície, maior será a sua Iluminância, e que, para um mesmo Fluxo Luminoso incidente, a Iluminância será maior na medida em que a superfície seja diminuída. O lux, unidade de Iluminância, define-se como a iluminação de uma superfície de um metro quadrado que recebe uniformemente dividido um Fluxo Luminoso de um lúmen. 1 lux = 1lm / 1m² A Iluminância constitui um dado importante para valorizar o nível de iluminação que existe num posto de trabalho, na superfície de um recinto, numa estrada….26-11-2011 Por : Luís Timóteo 48
  49. 49. Automação Grandezas e Unidades Fotométricas  Nível de iluminação ou iluminânciaIluminação de uma superfície de 1m2 atingida por um fluxo de 1lm. Símbolo: E Unidade: lux (lx) A intensidade de iluminação E, de um superfície, é o fluxo luminoso Φ recebido na superfície S por unidade de área: E=Φ/S O nível de iluminação ou iluminância define-se também como o fluxo luminoso incidente por unidade de superfície: Φ lumen E  lux  S m2 Por sua vez, o Lux pode-se definir como a iluminação de uma superfície de 1m2 quando sobre ela incide, uniformemente repartido, um fluxo luminoso de 1 Lúmen.26-11-2011 Por : Luís Timóteo 49
  50. 50. Automação Grandezas e Unidades Fotométricas Iluminância Símbolo: E Φ lumen Unidade: lux (lx) E  lux  S m2  Na prática, é a quantidade de luz dentro de um ambiente, e pode ser medida com o auxílio de um luxímetro ou Fotómetro. Como o fluxo luminoso não é distribuído uniformemente, a iluminância não será a mesma em todos os pontos da área em questão. luxímetro Iluminação de um Iluminação de um objecto longe. objecto próximo. Ao iluminar com uma lanterna objectos situados a diferentes distâncias e se se põe a mão diante da lanterna podemos ver esta fortemente iluminada por um círculo pequeno, e se se ilumina uma parede distante, o círculo é grande e a luz débil. Esta experiência simples representa muito bem o conceito de iluminância.26-11-2011 Por : Luís Timóteo 50
  51. 51. Automação Iluminância O exemplo da lanterna demonstra que a Iluminância depende da distância do foco ao objecto iluminado. É algo similar ao que ocorre quando ouvimos um carro a aproximar-se; ao principio ouve-se alto e claro, depois vai diminuindo até perder-se. O que ocorre com a Iluminância é conhecido pela lei inversa dos quadrados que relaciona a intensidade luminosa (I) e a distância da fonte. Esta lei só é válida se a direcção do raio de luz incidente e perpendicular á superfície. Lei Inversa dos quadrados Intensidade luminosa Iluminância = Quadrado da distância I I 4 lux 1 lux E 2 S1 I S d 1m S2 Foco f 2m Observemos: como uma fonte de luz com uma intensidade luminosa de 200 candelas na direcção do eixo da figura determina sobre um ponto situado a 1 metro de distância, um nível de iluminação de: Agora suponhamos que o ponto está situado a 3 metros, o nível de iluminação se verá reduzido para o valor:26-11-2011 Por : Luís Timóteo 51
  52. 52. Automação Iluminância No caso em que o raio não seja perpendicular há que descompor a Iluminância recebida numa componente horizontal e outra vertical á superfície.Fonte I Iluminação α vertical A componente horizontal da Iluminância Plano d E normal I .cos (EH) é conhecida como a lei do coseno. É EH  V α fácil ver que se  = 0, ficamos com a lei h aI α E d2 H inversa quadrados. Iluminação I .sen horizontal EV   EH .tan d2Se expressarmos EH e EV em função da distância do foco á superfície (h) fica: I .cos 3 I .cos 2 .sen EH  EV  h2 h2 http://edison.upc.edu/curs/llum/indice0.html26-11-2011 Por : Luís Timóteo 52
  53. 53. Automação Níveis de iluminação apropriados:A iluminância exprime o aspecto quantitativo da iluminação. O nível de iluminância recomendado para uma dada tarefa diz respeito à quantidade de luz que se considera necessária à boa execução dessa tarefa.Gama de Iluminância (lux) Tipos de Superfícies, de Tarefas ou/e Actividades 20 - 30 - 50 Áreas exteriores de circulação e acesso. 50 - 100 - 150 Zonas de circulação, locais necessitando de simples orientação, ou de visitas de curta duração. Dependências utilizadas por períodos curtos como local de trabalho, tais como armazéns, 100 - 150 - 200 vestiários, átrios e ainda situações requerendo simples verificações. Tarefas necessitando de reduzida acuidade visual (ex: maquinaria grosseira, salas de 200 - 300 - 500 conferências). Tarefas requerendo média acuidade visual (ex: maquinaria de média precisão, escritórios, salas 300 - 500 - 750 de controlo). Tarefas requerendo elevada acuidade visual (ex: costura, controlo de qualidade, avaliação de 500 - 750 - 1 000 cores, salas de desenho). 750 - 1 000 - 1 500 Tarefas requerendo muito elevada acuidade visual (ex: maquinaria e montagem de precisão). Tarefas requerendo elevadíssima acuidade visual (ex: gravação manual, inspecção de 1 000 - 1 500 - 2 000 pormenores). Tarefas requerendo extrema acuidade visual (ex: montagem electrónica de precisão, relojoaria superior a 2 000 fina e intervenções cirúrgicas).26-11-2011 Por : Luís Timóteo 53
  54. 54. Automação Iluminância: Resumo É o fluxo luminoso que incide sobre uma superfície situada a uma certa distância da fonte, ou seja, é a quantidade de luz chega a um ponto. Esta relação é dada entre a intensidade luminosa e o quadrado da distância (l/d2). A medida da Iluminância realiza-se por meio de um aparelho especial denominado luxímetro, que consiste em uma célula fotoeléctrica que, a luz ao incidir sobre a sua superfície, gera uma fraca corrente eléctrica que aumenta em função da luz incidente. Esta corrente é medida por um miliamperímetro calibrado directamente em lux. A iluminância pode ser medida através de um luxímetro, porém, não pode ser vista. O que é visível são as diferenças na reflexão da luz. A iluminância é também conhecida como níveis de iluminação. Iluminância/Luminância Símbolo = E Unidade = lux (lx)26-11-2011 Por : Luís Timóteo 54
  55. 55. Automação Grandezas e Unidades Fotométricas Luminância A Luminância de uma superfície numa direcção determinada é a relação entre a Intensidade Luminosa nesta direcção e a superfície aparente (superfície vista pelo observador situado na mesma direcção). A Luminância representa-se pela letra L, sendo a sua unidade a candela por metro quadrado (cd/cm²) chamada nit (nt), com um submúltiplo, a candela por centímetro quadrado (cd/cm²) o stilb, utilizada para fontes com elevadas Luminâncias.  A fórmula que expressa a Luminância é: L= I/ S x cos α Sendo: S x cos α = Superfície Aparente26-11-2011 Por : Luís Timóteo 55
  56. 56. Automação Grandezas e Unidades Fotométricas Luminância A Luminância máxima é quando o olho se encontra perpendicularmente á superfície luminosa, já que o ângulo α é igual a zero, e o co-seno de α é igual a um, correspondendo a superfície aparente real. A Luminância pode ser directa ou indirecta, correspondendo a primeira á fonte luminosa (origem) e a segunda aos objectos iluminados. A Luminância produz no órgão visual a sensação de claridade, já que a luz não se acha visível até que é reflectida pelos corpos. A maior ou menor claridade com que vemos os objectos igualmente iluminados, depende de sua Luminância. A percepção da luz é realmente a percepção de diferenças de Luminância. Pode-se dizer que o olho diferencia Luminância e não Iluminância. A Luminância tem grande importância no fenómeno chamado encandeamento… Medida da Luminância. A medida da Luminância realiza-se por meio de um aparato especial chamado luminancímetro, de constituição similar ao luxímetro.26-11-2011 Por : Luís Timóteo 56
  57. 57. Automação Grandezas e Unidades Fotométricas Brilho ou LuminânciaSímbolo: LUnidade: cd/m2 (candela por metro quadrado) Brilho ou luminância é a intensidade luminosa produzida ou reflectida por uma superfície existente. A distribuição da luminância no campo de visão das pessoas numa L área de trabalho, proporcionada pelas várias superfícies dentro da área (luminárias, janelas, tecto, parede, E piso e superfície de trabalho), deve ser considerada como complemento à determinação das iluminâncias (lux) do ambiente, a fim de evitar ofuscamento.26-11-2011 Por : Luís Timóteo 57
  58. 58. Automação Grandezas e Unidades Fotométricas Luminância  Chama-se luminância á relação entre a intensidade luminosa (I) e a superfície aparente vista pelo olho numa direcção determinada. I I L   Cd / m 2 Saparente S .cos Importante destacar que só vemos luminâncias, não iluminâncias26-11-2011 Por : Luís Timóteo 58
  59. 59. Automação Grandezas e Unidades Fotométricas Luminância: Resumo É a intensidade luminosa de uma fonte de luz produzida ou reflectida por uma superfície iluminada. Esta relação é dada entre candelas e metro quadrado da área aparente (cd/m2). A luminância depende tanto do nível de iluminação ou iluminância, quanto das características de reflexão das superfícies. Símbolo = L Unidade = cd/m2 Candela/m2 (L) = I/S.Cosα26-11-2011 Por : Luís Timóteo 59
  60. 60. Automação Contraste O contraste é criado pela diferença em luminância de duas superfícies adjacentes, ou seja, na quantidade de luz reflectida destas superfícies. O contraste pode ser medido em diferentes formas: Lmax  LminContraste  (Definição de Weber) Lmax Onde Lmax indica a luminância em superfícies claras e Lmin a luminância emsuperfícies escuras.Quando a superfície mais escura é preta e não reflecte nenhuma luz, a relação é 1. Não há recomendação internacional sobre como as medidas de sensibilidade ao contraste da acuidade visual devem ser definidas. Portanto há diferenças entre as provas do contraste de fabricantes diferentes.26-11-2011 Por : Luís Timóteo 60
  61. 61. Automação Grandezas e Unidades Fotométricas ResumoFluxo Luminoso  Fluxo Luminoso da radiação monocromática de frequência 540x10¹² Lúmen (lm) =lxω Hertz e fluxo de energia radiante de 1/683 WRendimento η Fluxo Luminoso emitido por unidadeluminoso Lúmen por Watt (lm/W) η=/W de potênciaQuantidade Q Lúmens/Segundo (lms) Fluxo Luminoso emitido por unidade deLuminosa tempo Q=xt Lúmens/Hora (lmh)Intensidade I Intensidade Luminosa de uma fonte pontualLuminosa Candela (cd) que emite Fluxo Luminoso de um ângulo I=/ω sólido de um esferorradiano.Iluminância E Lux (lx) Fluxo Luminoso de um lúmen que recebe E=/S uma superfície de 1m²Luminância L Candela por m² Intensidade Luminosa de uma candela por Candela por cm² L=I/S unidade de superfície. (cd/cm²)26-11-2011 Por : Luís Timóteo 61
  62. 62. Automação CONCEITOS E UNIDADES LUMINOTÉCNICAS BÁSICAS Resumo Grandeza Símbolo Definição Unidade É a quantidade total de luz FLUXO LUMINOSO  emitida por uma fonte luminosa, por unidade de tempo. lúmen (lm). É uma medida do fluxo luminoso INTENSIDADE emitido, por unidade de ângulo I candela (cd) LUMINOSA sólido, numa determinada direcção. É uma medida do fluxo luminoso lux (lx) ILUMINÂNCIA E incidente por unidade de (1 lux = superfície. 1 lm/m2)26-11-2011 Por : Luís Timóteo 62
  63. 63. Automação CONCEITOS E UNIDADES LUMINOTÉCNICAS BÁSICAS Resumo Grandeza Símbolo Definição Unidade candela É a intensidade luminosa emitida, por metro LUMINÂNCIA L transmitida ou reflectida por quadrado unidade de superfície. (cd/m2) É a diferença de luminância entre CONTRASTE C o objecto e o fundo em relação à luminância do próprio fundo. C = (L2 - L1)/ L1 É a relação da iluminação que A = Iluminação Reflectida REFLECTÂNCIA/ uma superfície reflecte FACTOR DE p (luminância) em relação com a % (Luminância) / Iluminância REFLEXÃO incidente (Iluminância) que recebe (iluminância).26-11-2011 Por : Luís Timóteo 63
  64. 64. Automação Exemplos de níveis de iluminação apropriados para certas condições: Gama de Iluminância Tipos de Superfícies, de Tarefas ou/e Actividades (lux) 20 - 30 - 50 Áreas exteriores de circulação e acesso. Zonas de circulação, locais necessitando de simples orientação, ou de visitas de curta 50 - 100 - 150 duração. Dependências utilizadas por períodos curtos como local de trabalho, tais como armazéns, 100 - 150 - 200 vestiários, átrios e ainda situações requerendo simples verificações. Tarefas necessitando de reduzida acuidade visual (ex: maquinagem grosseira, salas de 200 - 300 - 500 conferências). Tarefas requerendo média acuidade visual (ex: maquinagem de média precisão, 300 - 500 - 750 escritórios, salas de controlo). Tarefas requerendo elevada acuidade visual (ex: costura, controlo de qualidade, 500 - 750 - 1 000 avaliação de cores, salas de desenho). Tarefas requerendo muito elevada acuidade visual (ex: maquinagem e montagem de 750 - 1 000 - 1 500 precisão). Tarefas requerendo elevadíssima acuidade visual (ex: gravação manual, inspecção de 1 000 - 1 500 - 2 000 pormenores). Tarefas requerendo extrema acuidade visual (ex: montagem electrónica de precisão, superior a 2 000 relojoaria fina e intervenções cirúrgicas).26-11-2011 Por : Luís Timóteo 64
  65. 65. Automação Temperatura da cor Expressa a aparência de cor da luz emitida pela fonte de luz. A sua unidade de medida é o Kelvin (K). Quanto mais alta a temperatura de cor, mais clara é a tonalidade de cor da luz. Quando falamos em luz quente ou fria, não estamos a referirmo-nos ao calor físico da lâmpada, mas sim à tonalidade de cor que ela apresenta ao ambiente. Luz com tonalidade de cor mais suave torna-se mais aconchegante e relaxante, luz mais clara torna-se mais estimulante.26-11-2011 Por : Luís Timóteo 65
  66. 66. Automação A Temperatura das tonalidades da Luz Encarnado Laranja Amarelo Verde Azul Violeta .780 .620 .597 .577 .492 .455 a .620 μm a .597 μm a .577 μm a .492 μm a .455 μm a .390 μm f 1800 K 4000 K 5500 K 8000 K 12000 K 16000 K Kº = Cº-123 Tonalidades Quentes Tonalidades Frias“Temperatura da Luz ?“- Então porque se mede a tonalidade da luz como “Temperatura”?Tudo começou nos finais do sec. XIX, quando um físico Inglês chamado William Kelvin aqueceu um bloco de carbono. Ele verificou que o bloco emitia uma luz de diferentes tonalidades, a diferentes temperaturas. Inicialmente o bloco mudou para encarnado, aumentou para um amarelo mais brilhante á medida que a temperatura subia, até uma tonalidade de branco azulado nas mais altas temperaturas.Em sua honra, a temperatura das cores é medida em graus Kelvin (Kº), que não mais que uma variação da escala de graus centigrados/Célsius (Cº), mas que não tem nada a ver com a temperatura dos filamentos da lâmpadas que produzem luz, mas sim com o balanceamento da luz branca ter uma tonalidade mais amarelada ou mais azulada.26-11-2011 Por : Luís Timóteo 66
  67. 67. Automação A Temperatura das tonalidades da LuzComo William Kelvin constatou, a ferradura emite uma luz de diferentes tonalidades, a diferentes temperaturas.Inicialmente a ferradura mudou para encarnado, aumentou para um amarelo mais brilhante á medida que a temperatura subia, até uma tonalidade de branco azulado nas mais altas temperaturas.Para as temperaturas mais baixas diz-se que a luz tem uma tonalidade quente (warm), tons amarelados . Para as temperaturas mais altas diz-se que a luz tem uma tonalidade mais fria (cool), tons azulados . 4100ºK 2200ºK 2700ºK26-11-2011 Por : Luís Timóteo 67
  68. 68. Automação A Temperatura das tonalidades da Luz Azul EscuroTons Frios Céu azul claro Luz do Céu nublado Luz ao meio dia, Luz directa do Sol, Flash electrónico… Tons Neutros Lâmpada de Filamentos Nascer do Sol Tons Lâmpada de Tungsténio Quentes Luz de Vela26-11-2011 Por : Luís Timóteo 68
  69. 69. Automação Índice de Reprodução de cores (IRC) O IRC mede quanto a luz artificial se aproxima da natural. significa a medida de correspondência entre a cor real e sua aparência diante de uma fonte de luz. Este índice quantifica a fidelidade com que as cores são reproduzidas sob uma determinada fonte de luz. A capacidade da lâmpada reproduzir bem as cores (IRC) é independente da sua temperatura de cor (K). Numa residência devemos utilizar lâmpadas com boa reprodução de cores (IRC acima de 80), pois esta característica é fundamental para o conforto e beleza do ambiente. Quanto maior o IRC, melhor, sendo este um factor preponderante para comparação de fontes de luz.26-11-2011 Por : Luís Timóteo 69
  70. 70. Automação Produção de Luz  A produção da luz é uma transformação de energia.  Pode-se produzir luz de várias formas, as mais importantes com relação às fontes artificiais de luz são: Aquecendo-se corpos sólidos até alcançarem o seu grau de incandescência; (fundamento das lâmpadas incandescentes); provocando-se uma descarga eléctrica entre duas placas ou eléctrodos no seio de um gás ou numa mistura de vapores; (fundamento das lâmpadas de descarga) .26-11-2011 Por : Luís Timóteo 70
  71. 71. Automação PRODUÇÃO DE LUZ termoradiação luminescência Combustão Descarga no Radiação de um Incandescência seio de um gás corpo sólido natural Chama Lâmpada de vapor Substâncias metálico luminescentes artificial Lampião de gás Lâmpada Placas de sinalização incandescente rodoviária26-11-2011 Por : Luís Timóteo 71
  72. 72. Automação As Lâmpadas26-11-2011 Por : Luís Timóteo 72
  73. 73. Automação Características de uma lâmpadaAs lâmpadas eléctricas podem classificar-se em lâmpadas deincandescência e lâmpadas de descarga.Vida útilÉ definida como o tempo em horas, no qual cerca de 25% do fluxoluminoso das lâmpadas testadas foi reduzido.Depreciação do fluxo luminosoAo longo da vida útil da lâmpada, é comum ocorrer uma diminuição dofluxo luminoso que sai da luminária, por motivo da própria depreciaçãonormal do fluxo da lâmpada e devido ao acumular de poeira sobre assuperfícies da lâmpada e do reflector. Este factor deve ser considerado nocálculo do projecto de iluminação, a fim de preservar a iluminância média(lux) projectada sobre o ambiente ao longo da vida útil da lâmpada.26-11-2011 Por : Luís Timóteo 73
  74. 74. Automação Tipos de Lâmpadas LÂMPADAS INCANDESCENTES DESCARGA CONVENCIONAIS HALOGÉNEO MERCÚRIO SÓDIO BAIXA PRESSÃO ALTA PRESSÃO BAIXA PRESSÃO ALTA PRESSÃO -Compactas (economizadoras) -Mercúrio (Normal – Confort) -Tubulares -Iodetos Metálicos Lâmpadas LED26-11-2011 Por : Luís Timóteo 74
  75. 75. Automação Tipos de Lâmpadas: Características /AplicaçõesTipo de Características Aplicaçõeslâmpada Baixíssima eficiência luminosa, de baixo Para iluminação geral, local e de destaque. Não Incandescentes investimento inicial e alto custo de operação. indicada para locais com altos níveis de Pode ser dimerizável. iluminação. lâmpadas de dimensões reduzidas, capaz de Halogéneas produzir intensos fachos de luz. Necessita de Iluminação em destaque (baixa tensão) transformadores. Halogéneas Eficiência luminosa pouco superior às Iluminação de grandes áreas, fachos mais abertos. (tensão de rede) incandescentes. Luz levemente mais branca. Fluorescentes Maiores eficiências quando usadas com Diversas aplicações. Iluminação geral. tubulares balastro electrónico. Fluorescentes Directamente intermutável com lâmpadas Para quase todas as aplicações em que a compactas incandescentes: maior eficiência luminosa e incandescente é usada: iluminação geral, local e electrónicas vida útil. Não dimerizável. de destaque. Fluorescentes Lâmpada compacta com alta eficiência Alternativa às lâmpadas incandescentes (mais compactas não luminosa. Dimerizável quando utilizada com eficientes) ou fluorescentes tubulares (em integradas balastros electrónicos dimerizáveis. luminárias menores). tempo de acendimento de alguns minutos. Multivapores Iluminação de destaque ou geral, iluminação Dimerização difícil. Alta eficiência luminosa, metálicos indirecta, pública e industrial. boa reprodução de cores. Vapor de sódio de Elevada eficiência luminosa e vida útil, baixa Iluminação pública e industrial. alta pressão reprodução de cores. Aplicável em áreas de difícil acesso e iluminação Indução Vida útil longa. pública.26-11-2011 Por : Luís Timóteo 75
  76. 76. Automação Tipos de Lâmpadas Lâmpadas Incandescentes A luz deste tipo de lâmpada é proveniente de um filamento metálico (o tungsténio), alojado no interior de um bolbo (ampola) de vidro sob vácuo ou com gases quimicamente inertes no seu interior. Lâmpadas para uso geral; Lâmpadas específicas: para fornos, frigoríficos, etc.; Lâmpadas decorativas: para festas, decorações natalícias, etc.; Lâmpadas reflectoras/deflectoras ou espelhadas: utilizadas para concentrar os feixes luminosos. Muito utilizada em vitrinas, lojas, exposições, museus, etc.; Lâmpadas de halogéneo: possuem o formato do tipo palito e reflector (filtro) dicróico. Possui um gás inerte no seu interior, o halogéneo.  As que possuem espelho dicróico são muito utilizadas em exposições, galerias de arte, museus.  As em forma de palito são muito utilizadas para iluminação de campos desportivos, piscinas, monumentos, etc. Lâmpadas de infravermelhos: utilizadas na indústria, principalmente para secagem de tintas ou outros materiais.26-11-2011 Por : Luís Timóteo 76
  77. 77. Automação Tipos de Lâmpadas Lâmpadas de DescargaA luz emitida é produzida pela passagem da corrente eléctrica por um gás ou vaporionizado que, ao chocar com um revestimento fluorescente ou com cristais de fósforosno interior do tubo, emite luz visível. Apresentam eficiências bem superiores às lâmpadas incandescentes e oferecem muito mais luz sem potência extra. É possível reduzir o consumo de energia e ainda assim ter mais luz. Produzem, em média, 5 vezes mais luz (podendo chegar até 10 vezes mais) do que as incandescentes comuns, para cada watt consumido. São classificadas em função da pressão interna do bulbo (ampola): lâmpadas de descarga de baixa pressão. lâmpadas de descarga de alta pressão.26-11-2011 Por : Luís Timóteo 77
  78. 78. Automação FACTOR DE UTILIZAÇÃO É o fluxo luminoso emitido por uma lâmpada sobre influência do tipo de calha de iluminação e da formação física do ambiente onde ele se propagará. Indica, portanto, a eficiência luminosa do conjunto lâmpada, calha e ambiente.ÍNDICE DO AMBIENTE (RCR) É a relação entre as dimensões do local, tanto para iluminação directa como indirecta.26-11-2011 Por : Luís Timóteo 78
  79. 79. Automação REFLECTÂNCIA: Relação entre o fluxo luminoso reflectido e o fluxo luminoso incidente sobre uma superfície. É medida geralmente em percentagem.ÍNDICE DE REPRODUÇÃO DE COR (IRC) É o valor que representa a capacidade que as lâmpadas têm de apresentarem um espectro de luz que melhor determine a cor de certo corpo ou seja, um espectro que melhor se aproxime do espectro da luz solar.26-11-2011 Por : Luís Timóteo 79
  80. 80. Automação Luminárias, calhas…Luminária é um suporte de iluminação onde se montam as lâmpadas, mas estas são consideradas à parte. Além de servirem para suportar as lâmpadas, as luminárias também têm outros componentes que protegem as lâmpadas e modificam a luz emitida por estas. Dois desses dispositivos são os reflectores e os difusores. Difusor  O difusor evita que a luz seja enviada directamente da lâmpada para os objectos ou pessoas. Uma lâmpada de incandescência vulgar não tem difusor, embora o vidro possa produzir um pouco esse efeito. Por não ter difusor, este tipo de iluminação produz um forte contraste claro- escuro entre as zonas iluminadas e as não iluminadas. EmReflector muitos casos este efeito não é muito agradável e é preferível uma luz mais suave. Neste caso, a própria lâmpada pode vir revestida interiormente de um pó branco que espalha a luz em várias direcções, esbatendo o contraste entre o claro e o escuro. Noutros casos, os difusores são externos à lâmpada, mas a sua função é similar.Um reflector é uma superfície que existe no interior duma luminária e que reflecte a luz. Desta forma, a luz é aproveitada melhor, pois a porção da luz emitida para cima, no caso duma lâmpada pendurada no tecto, é reenviada para baixo. Os reflectores podem ser espelhos. Há lâmpadas que são espelhadas no seu próprio interior.26-11-2011 Por : Luís Timóteo 80
  81. 81. Automação Luminárias, Calhas….Aletas Consideramos aletas a “grade” posicionada em frente às lâmpadas, no sentido perpendicular a elas. Estas, assim como os reflectores, podem ser constituídas de vários materiais e com vários tipos de acabamento (alumínio, policarbonato ou aço). A sua função é limitar o ângulo de ofuscamento num ambiente, aumentando o conforto visual de seus utilizadores. AletasO ofuscamento/encandeamento ocasiona desconforto visual ou uma redução na capacidade de ver os objectos, motivados por excesso de luminância na direcção da visão. Pode ser considerado directo, quando o ofuscamento ocorre através da luminária/lâmpadas, ou indirecto, quando a luz reflectida em determinadas superfícies retorna aos olhos dos utilizadores desse ambiente.O ofuscamento directo pode ser neutralizado utilizando-se acessórios nas luminárias como aletas ou difusores. Já para o ofuscamento indirecto deve-se redimensionar o projecto luminotécnico, pois é causado pelo excesso de luz no ambiente.26-11-2011 Por : Luís Timóteo 81
  82. 82. Automação Critérios de Classificação das Luminárias  Segundo o Tipo de Uso: Industrial Comercial Residencial Outros Segundo a Condição de Uso: Interna Externa Emergência Segundo o Tipo de Aplicação: Arandelas Balizadores Projectores Outros26-11-2011 Por : Luís Timóteo 82
  83. 83. Automação Critérios de Classificação das Luminárias Segundo o Tipo de Lâmpada: Incandescentes Halogéneas Fluorescentes Multivapores Metálicos (MH) Vapor de Sódio Outras Segundo o Tipo de Instalação: Embutida Semi-embutida Sobrepor Em poste26-11-2011 Por : Luís Timóteo 83
  84. 84. Automação Critérios de Classificação das Luminárias Segundo a Distribuição do Fluxo Luminoso: Iluminação Evita que haja grandes perdas por A totalidade do fluxo luminoso absorção no tecto e paredes. directa emitido é dirigido sobre a superfície a iluminar. Produz grandes sombras e encandeamento. Iluminação A maior parte do fluxo é dirigido Neste caso o contraste sombra-luz não é para a superfície a iluminar (60 a tão acentuado como no sistema de semi-directa 90%), dirigindo-se o restante iluminação directa. noutras direcções. Não há praticamente zonas de sombra Iluminação O fluxo luminoso distribui-se em nem encandeamento. Uma boa parte do todas as direcções. fluxo luminoso chega à superfície a difusa ou mista iluminar por reflexão no tecto e paredes. Evita praticamente o encandeamento. Iluminação Cerca de 60 a 90% do fluxo Tem a desvantagem de proporcionar um luminoso é dirigido para o tecto. baixo rendimento luminoso devido às semi-indirecta elevadas perdas por absorção no tecto e paredes. Anula o encandeamento. Neste tipo de iluminação 90 a Iluminação 100% do fluxo luminoso é dirigido Tem um rendimento luminoso muito baixo devido às elevadas perdas por absorção indirecta para o tecto. no tecto e paredes.26-11-2011 Por : Luís Timóteo 84
  85. 85. Automação Critérios de Classificação das LumináriasSegundo a Distribuição do Fluxo Luminoso: Directa Semi-directaDirectaSemi-directaGeral-difusa General difusa Directa-indirectaDirecta-indirectaSemi-indirectaIndirecta Semi-directa Indirecta Clasificación CIE según la distribución de la luz26-11-2011 Por : Luís Timóteo 85
  86. 86. Automação Critérios de Classificação das Luminárias Segundo a Simetria de Distribuição do Fluxo Luminoso Emitido e a Intensidade Luminosa: Simétrica Assimétrica Luminária com infinitos planos Luminária com dos planos de Luminária com um plano de de simetria simetria simetria Segundo as Condições de Operação (CIE) Indica o Grau de Protecção (IP) proporcionado pela luminária contra a penetração de humidade e poeira. Segundo o Nível de protecção Eléctrica (CEE) Indica as condições de protecção contra choques eléctricos.26-11-2011 Por : Luís Timóteo 86
  87. 87. Automação Classificação para Projectores  Distribuição simétrica  Distribuição assimétrica Classificação Abertura/max./2 Facho estreito……………………………………………< 20º Facho médio…………………………………………….. 20º a 40º Facho aberto……………………………………………. > 40º Sistemas de Iluminação Artificial  Geral  Direccional  Localizado  Local26-11-2011 Por : Luís Timóteo 87
  88. 88. Automação LÂMPADAS: Posição de Funcionamento A Posição de funcionamento (Burning position), define a posição na qual a lâmpada deve ou não operar. A combinação de uma letra e de um número é usada para definir a posição correcta. A letra indica a posição e o número a ângulo de funcionamento recomendado. vertical, base acima vertical, base abaixo horizontal26-11-2011 Por : Luís Timóteo 88
  89. 89. Automação Reflexão da Luz: Espelhos Parabólicos Espelho Concavo Espelho Convexo Centro da Ponto Focal curvatura Objecto Objecto Imagem virtual Imagem Ponto Focal Centro da Curvatura Raios reflectidos Reflector Paralelos Parabólico26-11-2011 Por : Luís Timóteo 89
  90. 90. Automação Reflexão da Luz: Reflector Elipsoidal Reflector Elipsoidal Raios convergentes26-11-2011 Por : Luís Timóteo 90
  91. 91. Automação Reflexão da Luz: Reflectores As luminárias podem transformar a luz através de reflexão. Os acabamentos dos Reflectores podem ser:  Espelhado – Brilhante ou polido,.  Difusores – Opacos ou transparentes. Ângulos iguais Ângulo Incidente Ângulo de reflexão Fonte de Luz26-11-2011 Por : Luís Timóteo 91
  92. 92. Automação Reflexão da Luz: Reflectores As luminárias podem transformar a luz através de reflexão. Os acabamentos dos Reflectores podem ser:  Espelhado – Brilhante ou polido,.  Difusores – Opacos ou transparentes.Fonte de Luz Superfície Espelhada Superfície Difusora26-11-2011 Por : Luís Timóteo 92
  93. 93. Automação Reflexão da Luz: Reflectores Nos reflectores espelhados o ângulo incidente é igual ao ângulo de reflexão. Incidente Reflexão Incidente = A luz que entra / Reflexão = A Luz que sai26-11-2011 Por : Luís Timóteo 93
  94. 94. Automação Reflexão da Luz: Penumbra Fonte de Luz pequena26-11-2011 Por : Luís Timóteo 94
  95. 95. Automação Reflexão da Luz: Penumbra Fonte de Luz Grande26-11-2011 Por : Luís Timóteo 95
  96. 96. Automação Reflexão da Luz: Absorção/Reflexão Material Reflecte 80% Absorve 20% da Luz Materiais típicos: Metal Espelho Madeira26-11-2011 Por : Luís Timóteo 96
  97. 97. Automação Reflexão da Luz: Absorção/Transmissão Material Transmite 80% e Absorve 20% da Luz Materiais típicos: Vidro; Plástico Fabricados 80% 80%26-11-2011 Por : Luís Timóteo 97
  98. 98. Automação Bibliografia http://www.esev.ipv.pt/ www.energyefficiencyasia.org http://www.lighting.com/content.cfm?id=2748&page=/ www.dee.ufc.br/ www.erco.com/. http://www.solomanuales.org/ http://www.indumatec.com.ar/archivos/manual_luminotecnia.pdf www.asisonline.org/certification/ppt/lighting-powerpoint.ppt26-11-2011 Por : Luís Timóteo 98

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