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40 41

fiação, acrescidos dos custos de mão de obra dos profissionais envolvidos, desde a elaboração do projeto à ins-talação final (fig. 54).

6.3.2 Custos OperacionaisÉ a somatória de todos os custos apre-sentados após a completa instalação do sistema de iluminação, concentrados nos custos de manutenção das condi-ções luminotécnicas do projeto e os custos de energia consumida (fig. 55).O custo mensal de manutenção das lâmpadas engloba o custo de aquisição de novas unidades e o custo da mão de obra necessária para executar a manu-tenção. Esse custo resulta da soma das horas mensais de utilização das lâmpa-das dividida pela sua vida útil. O quo-ciente obtido informa o número de lâm-padas que serão repostas e seu valor deve ser multiplicado pelo preço da lâm-pada nova. Já o custo da mão de obra para realizar essa reposição é dado em função da remuneração por hora de tra-balho do respectivo profissional.O tempo de reposição por lâmpada deve

ser multiplicado pelo número de lâmpa-das repostas por mês. Esse custo é bas-tante significativo nas instalações de difícil acesso, como iluminação pública, qua-dras de esporte etc. O fator decisivo no custo operacional é o custo da energia elétrica, que corresponde à Potência Total Instalada (Pt), multiplicada pelas horas de uso mensal e pelo preço do kWh. Ao se optar por um sistema mais eficiente, este custo sofre substancial redução.

6.3.3 Cálculo de RentabilidadeA análise comparativa de dois siste-mas de iluminação, para se estabele-cer qual deles é o mais rentável, leva em consideração tanto os custos de investimento quanto operacionais. Ge-ralmente, o uso de lâmpadas de me-lhor Eficiência Energética leva a um in-vestimento maior, mas proporciona economia nos custos operacionais.Decorre daí a amortização dos custos, ou seja, há o retorno do investimento dentro de um dado período. O tempo de retorno é encontrado quando se cal-cula o quociente da diferença no investi-

mento pela diferença na manutenção. Feitos os cálculos, os valores podem ser alocados em gráficos, como no da figu-ra 56, onde se visualiza a evolução das despesas no tempo.O ponto de interseção das linhas indica

o instante de equalização destes custos.Nos anexos, segue uma planilha do Cál-culo de Rentabilidade, podendo ser utili-zada como instrumento prático para se chegar aos custos acima descritos, as-sim como para análise comparativa en-

Figura 54 - Comparação entre custos de investimento.

Figura 55 - Comparação entre custos operacionais.

60% maisinvestimento inicial

Sistemaincandescente 60 W

SistemaDULUXSTAR

® 15W

Gastos em:

Lâmpadas

Lâmpadas e acessórios

Instalação

60% menos despesas mensais com manutenção

Sistemaincandescente 60 W

SistemaDULUXSTAR

® 15W

Gastos em:

Consumo de energia

Reposição de lâmpadasMão de Obra

06 | Modelos de avaliação eM iluMinação

42 43

tre sistemas diferentes de iluminação.6.4 Softwares Como avaliar e medir as questões relati-vas à iluminação natural e artificial?Todos os métodos de simulação e cál-culo na área de iluminação natural e arti-ficial baseiam-se em dois modelos clás-sicos de predição: método ponto a pon-to e método dos fluxos, conforme apre-sentado anteriormente.O método dos fluxos se aplica mais aos sistemas gerais. O método ponto a ponto satisfaz melhor as necessidades de dimensionamento dos sistemas lo-calizados e locais. Apesar de práticos estes métodos podem ser muito traba-lhosos quando se necessita avaliar

projetos de iluminação maiores e mais complexos. Para isso hoje em dia te-mos os softwares de iluminação.Alguns cuidados devem ser tomados quando da utilização de programas computacionais na área de iluminação:

1º • Se for para a área de iluminação natural, verificar para quais tipos de céu que o programa possibilita os cálculos, lembrando que o céu brasi-leiro é predominantemente “parcial-mente encoberto”;2º • se for para a área de iluminação artificial um dos principais aspectos a serem verificados é a possibilidade deles apresentarem uma atualização

dos bancos de dados referentes às luminárias com compatibilidade entre distintos fornecedores. Softwares fe-chados, ou seja, que só usam lumi-nárias de um único produtor podem ser em muitos casos extremamente limitados para satisfazer nossas ne-cessidades práticas de cálculo.

O número 7, de abril/maio de 2004, da revista Lume Arquitetura, pg.76, apre-senta-se uma relação interessante dos principais softwares de iluminação, prin-cipalmente para a artificial, inclusive com endereços dos sites para download.

Os principais modelos na área de lumi-

notécnica são:1 • RADIANCE : www.lbl.gov2 • AGi32: www.agi32.com3 • LUMEN DESIGN: www.lightechnolo-gies.com4 • ECOTECH: www.squ1.com5 • RELUX: www.relux.ch ou www.relux.biz6 • DIALUX: www.dial.de7 • SOFTLUX: www.itaim.com.brObs: os 4 primeiros são pagos. Os 3 úl-timos gratuitos.

Figura 56 - Ilustração da evolução das despesas entre sistemas de iluminação incandescente e DULUXSTAR®

0 100008000600040002000

Custos

Gasto total DULUXSTAR®

(Investimento inicial + Consumo de energia)

Economia em consumo de energia(sistema de iluminação)

Adicional de ocnsumo de ar condicionado (economia indireta)

06 | Modelos de avaliação eM iluMinação

44 45

7. Exemplos de aplicação

7.1 Exemplo 1Cálculo de Iluminação Geral (Méto-do das Eficiências)Iluminação da sala de um escritório:

Empregando-se o Método das Eficiên-cias para quantificar-se o número de lu-minárias ou calcular-se a Iluminância pa-ra um recinto qualquer, pode-se fazer uso da seqüência de cálculo a seguir, apresentada em forma de planilha.A planilha completa se encontra no ane-xo 4 e servirá de formulário de resolução da maioria dos casos de iluminação in-terna que se apresentarem. Para tanto, recomenda-se que suas colunas sejam mantidas em branco e que ela sirva de modelo para cópias. Vamos seguir o processo descrito no capítulo anterior.

Dados Básicos Pré-Cálculo:a) Local• Escritório de contabilidade

b) Atividades• Administrativas (leitura, concentração)• Uso de computadores

c) Objetivos da iluminação• Proporcionar boas condições de trabalho• Evitar reflexos na tela do computador/conforto visual• Evitar alto consumo de energia

d) CabeçalhoSeu preenchimento é recomendado para uma futura Identificação do pro-jeto ou mesmo para uma simples apresentação ao cliente. A partir deste ponto começaremos a preencher a tabela do anexo 4 ilus-trando o exemplo 1.

e) Dimensões físicas do recinto• Comprimento: 10,00 m• Largura: 7,50 m• Pé-direito: 3,50 m• Altura do plano de trabalho: 0,80 m

f) Nível de Iluminância AdequadoConsultando-se a norma NBR-5413, estipula-se a Iluminância Média de escritórios em Em = 500 lx.Fator de Depreciação (Fd): ambiente salubre, com boa manutenção (em caso de queima, troca imediata; lim-peza das luminárias a cada 6 meses). Fd = 0,8 (corresponde a uma margem de depreciação de 20% da Iluminân-cia Média necessária).

g) Cores• Teto:Forro de gesso pintado / cor branca.• Paredes:Pintadas / cor verde-claro; duas pare-des com persiana/cor verde-claro.• Piso:Carpete / cor verde-escuro.

• Mobiliário:mesas e armários de fórmica / cor bege-palha;cadeiras forradas / cor caramelo.

h) Proporção Harmoniosa entre LuminânciasPartindo-se do princípio de que a ilumina-ção se distribuirá de uma forma homogê-nea ao longo da sala, e que as janelas es-tarão recobertas por persianas, conclui-se que não haverá diferenças muito gran-des entre as Luminâncias, já que os Coeficientes de Reflexão dos componen-tes da sala (Refletâncias) também não se diferenciam acentuadamente. A propor-ção recomendada entre as Luminâncias será provavelmente alcançada através da variação natural de Iluminâncias inciden-tes sobre as diferentes superfícies.

Figura 57 - Ambiente a ser calculado

Obra:AtividadeData:

Empresa:Recinto:Projetista:

desc

rição

do

ambi

ente

0102030405060708

09101112

a

b

A=a . b

H

hpt

h pend

h = H - hpt - hpend

Fd

Teto ρ1

Paredes ρ2

Piso ρ3

m

m

m2

m

m

m

Comprimento

Largura

Área

Pé-direito

Altura do plano de trabalho

Altura do pendente da luminária

Pé-direito útil

Índice do recinto

Fator de depreciação

Coeficiente de reflexão

Coeficiente de reflexão

Coeficiente de reflexão

10,00

7,50

75,00

3,00

0,80

0

2,20

1,95

0,80

0,70

0,30

0,10

k = a . b

h (a . b)

07 | exeMplos de aplicação

46 47

i) Limitação de OfuscamentoOfuscamento não deverá ocorrer, uma vez que as superfícies dos mó-veis e objetos não são lisas ou espe-lhadas. O ofuscamento direto será evitado se forem empregadas luminá-rias, cujo ângulo de abertura de fa-cho acima de 45º não apresentar Lu-minância acima de 200 cd/m².Obs.: algumas luminárias para lâmpadas fl uorescentes são indicadas por seus fa-bricantes para utilização em áreas de ter-minais de vídeo ou computadores.

j) Efeitos Luz e SombraAs luminárias deverão ser colocadas lateralmente às mesas de trabalho, para se evitar que haja reflexo ou sombra que prejudique as atividades. Recomenda-se que as janelas locali-zadas diante das telas de computa-dores sejam protegidas por persianas ou cortinas, para se evitar que a alta

Luminância seja refletida e que o operador faça sombra sobre a tela.

k) Características do fornecimento de energia elétrica• Tensão estável na rede (220V)• Custo de kWh: US$ 0,15• Acendimento individualizado (interrup-tor na entrada da sala)• Pontos de energia próximos às mesas.

l) Tonalidade de Cor da LuzPara o ambiente de um escritório e Ilumi-nância de 500 lx, recomenda-se que a Tonalidade de Cor da luz seja Branca Neutra (aproximadamente 4000k).

m) Reprodução de CoresAconselha-se que o Índice de Repro-dução de Cores para este tipo de tra-balho seja acima de 80.As lâmpadas fluorescentes de pó tri-fósforo são as mais adequadas.

n) Ar-condicionado e AcústicaO ruído originado pelo funcionamento das luminárias, caso sejam elas equipadas com lâmpadas fl uorescentes e seus respectivos reatores, seria facilmente absorvido pelo for-ro de gesso onde elas estariam embutidas, não prejudicando o trabalho no local. O ar-condicionado funcionará com uma intensi-dade 25% menor do que se a instalação for feita com lâmpadas fl uorescentes, e não in-candescentes, que irradiam muito calor.

o) Escolha das LâmpadasOs dados anteriores nos levam a concluir que o tipo de lâmpadas indi-cado para este projeto é a fluores-cente LUMILUX®

T5 HE. Ela existe nas versões de 14, 21, 28 e 35W.

Optaremos pela versão LUMILUX® T5

HE 35W/840, porque o salão é am-

plo, não há limitação física de com-primento da lâmpada, e sua utiliza-ção é mais compensadora.Os dados da lâmpada são obtidos nos catálogos OSRAM.A saber:• LUMILUX

® T5 HE 35W/840

• Fluxo luminoso: 3.300 lm• Temperatura de cor: 4000K Branca Neutra• Índice de reprodução de cor: 89

p) Escolha da LumináriaA luminária poderá ser de embutir, de alta ef iciência e com aletas me-tál icas que impeçam o ofuscamen-to. Os modelos mais modernos possuem refletores parabólicos que l imitam a angulação do facho lumi-noso, tornando-se adequados para o seu emprego em salas de com-putadores.

cara

c. d

ailu

min

ação 13

1415

Em lx

k

IRC

Iluminância planejada

Tonalidade ou temp. da cor

Índice de reprodução de cores

500

4000

89

161718192021222324

25

φ

z

BF

ηL

ηr

Fu = ηL . ηr

N = n/z

lm

Unid.

Unid.

Unid.

Tipo de lâmpada

Fluxo luminoso de cada lâmpada

Lâmpadas por luminária

Tipo de luminária

Fator de fl uxo luminoso

Efi ciência da luminária

Efi ciência do recinto

Fator de utilização

Quantidade de lâmpadas

Quantidade de luminárias

lâm

pada

s e

lum

inár

ias

n = Em . A

φ . Fu . BF . Fd

LUMILUX® T5 HE

33002-1--0,552613

Figura 58 - Exemplo de tabela de Fator de Utilização de Luminária

0,60

0,80

1,00

1,25

1,50

2,00

2,50

3,00

4,00

5,00

34

40

45

50

53

58

60

62

64

66

29

36

41

46

50

55

58

60

63

64

26

33

38

43

47

52

56

58

61

63

33

39

44

49

52

56

59

61

63

64

29

35

41

45

49

54

57

59

62

63

26

32

38

43

46

52

55

58

60

62

29

35

40

45

48

53

56

58

61

62

26

32

38

42

46

51

55

57

59

61

25

31

36

41

45

50

53

55

58

59

Kr

PISO (%) 10 10 0Fator de utilização

PAREDE (%) 50 30 10 50 30 10 30 10 0

TETO (%) 70 50 030

10

29

36

41

46

50

58

60

63

64

52 56 54 52 53 51 502,00 58 55

07 | exeMplos de aplicação

48 49

q) Cálculo da Quantidade de Lu-mináriasUma vez já definidas todas as bases conceituais para o cálculo, seguire-mos a seqüência da planilha.

r) Adequação dos Resultados ao ProjetoA quantidade de lâmpadas deve ser arredondada para o valor múltiplo mais próximo da quantidade de lâm-padas por luminária (neste caso, não haveria necessidade), de tal forma que a quantidade de luminárias (N) sempre seja um número inteiro.

s) Definição dos Pontos de IluminaçãoEscolhe-se a disposição das luminá-rias levando-se em conta o layout do mobiliário, o direcionamento correto da luz para a mesa de trabalho e o próprio tamanho das luminárias. Nes-te exemplo, sugere-se a disposição

destas em três linhas contínuas late-ralmente às mesas de trabalho, evi-tando o ofuscamento sobre a tela de computador. Para tanto, a quantida-de de luminárias (N = 13) deverá ser elevada para N = 15, para que possa ser subdividida por três. A dimensão de 10m comporta a linha contínua formada por 5 luminárias, cada uma de aproximadamente 1,44m, não ha-vendo perigo de não adaptação ao projeto (fig. 59).

t) Cálculo de ControleUma vez de acordo com o resultado fornecido, podemos nos certificar do valor exato da Iluminância Média ob-tida, através dos itens 26 e 27.

u) Avaliação do Consumo EnergéticoOs itens 28, 29 e 30 da planilha podem ser calculados da seguinte maneira:Obs.: 70 W = Considerando a utiliza-

ção do reator QT - FH 2x14 - 35W, uma vez que, devido à operação em alta freqüência, a potência entregue à lâmpada é menor.

v) Cálculo de Custos e RentabilidadeNa rotina de cálculo, os itens Cálculo de Custos e Cálculo de Rentabilidade são completamentares ao cálculo luminotéc-nico até aqui concluído e podem ser de-senvolvidos utilizando-se o guia orienta-tivo “Cálculo de Rentabilidade” que se-gue anexo.

*W = Potência do conjunto lâmpada + acessório (Consultar Catálogo OSRAM para obter valores orientativos).

Pt = 30 . 351000

= 1,05 kW

D = 1,05 . 100075

= 14 W/m2

Dr = 14 . 100570

= 2,45 W/m2 p/100 lx

2627

282930

Unid.

Ix

kW

W/m2

W/m2

p/100 lx

Quantidade de luminárias na instal.

Iluminância alcançada

Potência total instalada

Densidade de potência

Densidade de potência relativa

E = Z . N φ Fu . Bf . Fd

A

cons

umo

dain

stal

ação

Ni

Pt = nj . W*/100

D = Pt . 1000/A

Dr = D.100 / E

cálc

ulo

deco

ntro

le 15

570

1,05

14

2,45Figura 59 - Distribuição final das luminárias

07 | exeMplos de aplicação

50 51

D = 2 . h . tg α 2

0,44 = 2 . h . tg 10 2

h2 = h´ + d´2

d´2 = h2 - h´2

d´ = √———h2 - h´2

d´ = √————————

(2,5)2 - (1,4)2

7.3 Exemplo 3Cálculo de Iluminação Dirigida (Fon-te de Luz com Refletor)Qual será a distância (d’) de uma luminária equipada com DECOSTAR

® 51 50W/12V

10°, cujo facho de luz incide em uma su-perfície de 0,44m de diâmetro (fig. 63)?

Portanto, h = 2,5m

Partindo de um h´ = 1,4m temos:

Portanto, d’ = 2,0m

Qual será também a Iluminância no pon-to central da incidência do facho de luz?

Dado da lâmpada:I = 12500 cd

7.2 Exemplo 2Cálculo de Iluminância - Método Ponto a Ponto:Exemplo orientativo para leitura das cur-vas de distribuição luminosa (CDL), cál-culo da intensidade luminosa nos dife-rentes pontos e a respectiva Iluminância (fig. 60).Consultando-se a luminária, cuja CDL está representada na página x, e supondo-se que esta luminária esteja equipada com 2 lâmpa-das fluorescentes LUMILUX® T5 HE 35W/840 (fig. 61), qual será a Iluminância in-cidida num ponto a 30º de inclinação do eixo longitudinal da luminária, que se encontra a uma altura de 2m do plano do ponto?LUMILUX

® T5 HE 35W/840

φ = 3300 lmLuminária para 2x LUMILUX

® T5 HE

35W/840n = 2Na CDL, lê-se que: I30° = 340 cd

Como este valor refere-se a 1000 lm, tem-se que:

Seguindo-se a fórmula:

E = 365 lux

Figura 60 - Curva de distribuição luminosa Figura 61 - Lâmpada adotada

0º 10º 20º 30º

40º

50º

60º

70º

80º

90º200 cd100 cd

100 cd

200 cd

300 cd

LUMILUX® T5 HE 35W / 840

φ= 3300 lm

Figura 62Cálculo de iluminância em cima do plano de trabalho

2m

E

30º

I30º = 3401000

. (2 . 3300) = 2244 cd

E = lα h2

. cos3 α

E = I30º h2

. cos3 30º

E = 2244 4

. 0,65

Figura 63 - Cálculo de iluminação dirigida

h´=1,4m

d´

DECOSTAR® 50W/12Vα = 10º

h

0,44 m

E = I h2

E = 12500 2,502

E = 2000 lux

07 | exeMplos de aplicação

52 53

7.4 Exemplo 4Cálculo de Iluminação Dirigida - Aber-tura do Facho de Luz com Refletor:Qual será o ângulo de facho de luz de uma lâmpada HALOSPOT® 111, para que se consiga iluminar uma área de 0,70m de diâmetro, a 4m de distância (fig. 64)?

Observação para todos os exemplos apresentados:

Ar-Condicionado e AcústicaO calor gerado pela iluminação não de-ve sobrecarregar a refrigeração artificial do ambiente.Há um consenso que estabelece que um adulto irradia o calor equivalente a uma lâmpada incandescente de 100W. Portanto, fontes de luz mais eficientes colaboram para o bem-es-tar, além de se constituir numa menor carga térmica ao sistema de condi-cionamento de ar.O sistema de iluminação pode com-prometer a acústica de um ambiente através da utilização de equipamen-tos auxiliares (reatores e transforma-dores eletromagnéticos). Uma solu-ção bastante eficiente, com ausência total de ruídos, é o emprego de siste-mas eletrônicos nas instalações.

Anexo 1 - Equipamentos auxiliares utilizados em iluminação

• Luminária: abriga a lâmpada e dire-ciona a luz.• Soquete: tem como função garantir fixação mecânica e a conexão elétri-ca da lâmpada.• Transformador: equipamento auxi-liar cuja função é converter a tensão de rede (tensão primária) para outro valor de tensão (tensão secundária). Um único transformador poderá ali-mentar mais de uma lâmpada, desde que a somatória das potências de to-das as lâmpadas a ele conectadas não ultrapasse sua potência máxima.• Reator: equipamento auxiliar ligado en-tre a rede e as lâmpadas de descarga, cuja função é estabilizar a corrente atra-vés da lâmpada. Cada tipo de lâmpada requer um reator específico.• Starter: elemento bimetálico cuja função é pré-aquecer os eletrodos das lâmpadas fluorescentes, bem co-mo fornecer, em conjunto com o rea-tor eletromagnético convencional, um pulso de tensão necessário para o acendimento das lâmpadas. Os rea-tores eletrônicos e de partida rápida não utilizam starter.• Ignitor: dispositivo eletrônico cuja função é fornecer às lâmpadas de descarga em alta pressão um pulso de tensão necessário para seus acendimentos.

• Capacitor: acessório que tem co-mo função corrigir o fator de potên-cia de um sistema que util iza reator magnético. Da mesma forma que para cada lâmpada de descarga existe seu reator específico, existe também um capacitor específico para cada reator.• Dimmer: tem como função variar a intensidade da luz de acordo com a necessidade.• Sistemas de gerenciamento da ilu-minação: com a evolução da tecno-logia eletrônica digital hoje existem a preços bastante acessíveis sistemas com o protocolo DALI que apresen-tam inúmeros recursos para controlar a iluminação dos ambientes, criação de grupos e cenas, acionamentos por controles remotos e de paredes sem fio, sensores de luz e de presen-ça etc. Além do gerenciamento da iluminação, os mesmos sistemas po-dem criar efeitos especiais, como o efeito RGB (mistura das cores verme-lho, verde e azul), simular a tonalida-de de luz do sol dentro de um am-biente, resultando assim numa ilumi-nação mais dinâmica para proporcio-nar conforto e criação de diferentes atmosferas. Para maiores detalhes acesse o nosso site ou catálogos com informações específicas sobre os sistemas de gerenciamento da ilu-minação OSRAM DALI.

α = 2 . arc tg r h

α = 2 . arc tg 0,354,00

α = 10º

Figura 64 - Cálculo de iluminação dirigida

α

h= 4m

70 cm

HALOSPOT® 111

08 | anexos

54 55

200150150150500300100500

100010001000

500200200150500100500

1000200

2000

Descrição da Atividade Em (lx)Depósito: Circulação/corredor/escadas: Garagem: Residências (cômodos gerais): Sala de leitura (biblioteca): Sala de aula (escola): Sala de espera (foyer): Escritórios: Sala de desenhos (arquit. e eng.): Editoras (impressoras): Lojas (vitrines): Lojas (sala de vendas): Padarias (sala de preparação): Lavanderias: Restaurantes (geral): Laboratórios:Museus (geral): Indústria/montagem (ativ. visual de precisão média: Indústria/inspeção (ativ. de controle de qualidade):Indústria (geral): Indústria/soldagem (ativ. de muita precisão):

Anexo 2 - Níveis de Iluminância Recomendáveis para Interiores

Anexo 3 - Coeficiente de Reflexão de Alguns Materiais e Cores

Materiais Rocha Tijolos Cimento Madeira clara Esmalte branco Vidro transparente Madeira aglomerada Azulejos brancos Madeira escura Gesso Cores Branco Creme claro Amarelo claro Rosa Verde claroAzul celeste Cinza claro Bege Amarelo escuro Marrom claro Verde oliva Laranja Vermelho Cinza médio Verde escuro Azul escuro Vermelho escuro Cinza escuro Azul marinho Preto

%60

5..2515..40

4065..75

6..850..6060..7515..20

80%

70..8070..8055..6545..5045..5040..4540..4525..3525..3525..3525..3520..2520..3520..3510..1510..1510..1510..15

5..105..10

Exemplificação da Norma NBR-5413.Os valores são fornecidos para observador com idade entre 40 e 55 anos, praticando tarefas que demandam velocidade e precisão médias.

08 | anexos

56 57

Anexo 4 - Planilha para cálculo de iluminação geral: Método dos Fluxos

unid

.

BF

%

Pt =

ni .

W*/

100

Variá

vel

Sis

tem

a A

Sis

tem

a B

Ob

s: A

pla

nilh

a ap

rese

nta

duas

col

unas

- S

iste

mas

A e

B -

par

a qu

e du

as s

oluç

ões

poss

am s

er c

ompa

rada

s.

BiBlioGRaFia

58 59

Agradecimento:Consultor Nelson Solano Vianna

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anoTaçÕes

60