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Para determinar o número de luminárias necessárias para a iluminação, podemos utilizar os seguintes métodos:
1) dos lúmens;
2) das cavidades zonais;
3) do ponto por ponto.

MÉTODO DOS LUMENS

O método de lumens é dividido nas etapas apresentadas a seguir:

*Seleção da Iluminância

De acordo com a NBR-5413 da ABTN, a seleção da iluminância específica para cada atividade é feita do seguinte modo:
a. analisa-se a característica da tarefa e escolhe seu peso;
b. soman-se os valores encontrados, algebricamente, considerando o sinal;
c. quando o valor final for -2 ou -3, usa-se a iluminância mais baixa do grupo; a iluminância superior do grupo é usada quando a soma for +2 ou +3; nos outros casos usa-se o valor médio.

Exemplo:
Oficina de inspeção de aparelhos de TV, ocupada por pessoas de menos de 40 anos de idade, a velocidade e precisão são importantes e a refletância do fundo da tarefa é de 80%.
Somatório dos pesos:
idade = -1
velocidade e precisão= 0
refletância no fundo da tarefa= -1
Total = -2
Portanto, usaremos a iluminância mais baixa do grupo, ou seja, 1 000 luxes (faixa B - Tarefa com requisitos especiais)

*Escolha da Luminária

Etapa que depende de diversos fatores, tais como: objetivo da instalação(comercial, industrial, residencial, etc.), fatores econômicos, razões da decoração, facilidade de manutenção. Para esse objetivo, utiliza-se a consulta de catálogos dos fabricantes.
Nas luminárias fluorescentes é comum o "pisca-pisca" resultante do efeito estroboscópico, que pode ser atenuado quando se usa número par de lâmpadas e reatores duplos de alto fator de potência.

*Determinação do Índice Local

Relaciona as dimensões do recinto, comprimento, largura e altura da montagem, ou seja, a altura da luminária em relação ao plano do trabalho, de acordo com o tipo de iluminação (direta, semidireta, indireta e semi-indireta). Portanto, neste cálculo devems considerar: a altura do teto, a distância do chão ao foco, a largura do local e o comprimento do local.

*Determinação do Coeficiente de Utilização

Relaciona o fluxo luminoso inicial emitido pela luminária(fluxo total) e o fluxo recebido no plano de trabalho(fluxo útil); por isso, depende das dimensões do local, da cor do ambiente e do tipo de luminária.
Para encontrar o coeficiente de utilização, utiliza-se a tabela do coeficiente de utilização de acordo com a reflexão dos tetos e paredes:
-Teto branco - 75%
- Teto claro - 50%
- Paredes brancas - 50%
- Paredes claras - 30%
- Paredes nédias - 10%

*Determinação do Coeficiente de Depreciação

Denominado, também de fator de manutenção, relaciona o fluxo emitido no fim do período de manutenção da luminária e o fluxo luminoso inicial da mesma, ou seja, quanto melhor a manutenção das luminárias (limpeza e trocas mais freqüentes), mais alto será este fator, porém mais dispendioso.

*Fluxo Total e Número das Luminárias

Percorridas as etapas anteriores, calcula-se o números de luminárias necessárias para a iluminação com as seguintes fórmulas:

onde:

= fluxo luminoso total, em lumens;
S = área do recinto em metros quadrados
E = nível de iluminamento, em luxes
u = fator de utilização ou coeficiente de utilização
d = fator de dpreciação ou de manutenção
n = número de luminárias
= fluxo por luminárias, em lumens

MÉTODO DAS CAVIDADES ZONAIS

Método que se baseia na "teoria da transferência de fluxo" e só se justifica quando aplicado a instalação de alto padrão técnico, onde é exigida maior precisão de cálculos. Esta teoria estabelece que, se uma superficie A emite ou reflete um fluxo de modo completamente difuso, parte deste fluxo é recebida por uma superfície B. A percentegem do fluxo emitido por A que é recebido por B é chamada " fator de forma de B em relação a A". Um recinto a iluminar é constituído por paredes, teto e chão, que atuam como superfícies refletoras do fluxo emitido pela fonte luminosa: estas superfícies recebem o nome de capacidade zonais.
Pelo método dos lumens, se desejarmos o nível de iluminamento médio inicial, ou seja, considerando o coeficiente de manutanção unitário, teremos:

 

O iluminamento mantido é o obtido ao longo do funcionamento da instalação e por meio da expressão:

 

onde:

E = iluminamento em luxes;
= fluxo total em lumens
u = coeficiente de utilização;
FPL = fator de perdas de luz (método das cavidades sonais);
S = área do recinto em metros quadrados.

Pelo método das cavidades zonais, vamos determinar o coeficiente de utilização e o fator de perdas de luz de forma mais precisa, reduzindo ao mínino as aproximações de cálculo muitas vezes grosseiras. Neste método são consideradas três cavidades:

- Cavidade do teto CT;
- Cavidade do recinto CR;
- Cavidade do chão CC.
De forma semelhante, na determinação determinação do índice do local no método de lúmens relacionam-se as dimensões das cavidades às do recinto, resultando a razão da cavidade, expressa por:

onde:

RCR = razão de cavidade do recinto;
hR = altura da cavidade do recinto em metros;
C = comprimento do recinto em metros.
L = largura do recinto em metros.

Para a cavidade do teto, a expressão será:

onde:
hT = altura da cavidade do teto em metros.

Para a cavidade do chão, temos:

onde:

hC = altura da cavidade do chão em metros.

Se o recinto tiver forma irregular, as expressões anteriores passarão a ser a seguinte:

aplicável à cavidade do teto, do recinto e do chão.

Refletância eficaz da cavidade

A tab. 56 fornece meios para se converter a combinação da refletância da parede e teto ou da aprede e chaõ apra a simples refletância eficaz da cavidade do teto Pcc ou refletância eficaz da cavidade do chaõ PFC.
Os valores fornecidos na tabela são os valores iniciais, pois serão adicionados coeficientes que compensarão a diminuição da refletância em relação ao tempo, devido ao acúmulo da sujeira.
Quando a luminária é montada diretamente no teto ( tipo plafonier), a cavidade do teto é nula, ou seja, RCT = 0. Neste caso, a regletância pode ser usada como PCC.

Coeficiente de utilização da iluminária

O coeficiente de utilização representa a quantidade de luz que é absorvida até chegar ao plano de trabalho. Cada luminária terá um coeficiente de utilização específico; a Tab 5.7, extraída do IES Lighting Handbook, fornece exemplo para alguns tipos de iluminárias. Nos projetos devem ser utilizados dados fornecidos pelos fabricantes.
A Tab. 5.7 foi elaborada para aplicação do método das cavidades zonais, considerando-se uma refletância eficaz da cavidade do chão de 20%, ou seja, PFC = 20%. Se forem usados outros valores para PFC, o coeficiente de utilização deverá ser corrigido de acordo com a tab. 5.8, porém, na prática a correção é quase desprezível.
Na tab. 5.7 vemos a curva de distribuição dos lumens de cada luminária e também o espaçamento máximo entre as luminárias em relação à altura de mongem sobre o plano de trabalho.
No método dos lumens obtêm-se satisfatórios, quando o ambiente está livre de obstáculos como móveis, cortinas etc., que causam absorções do fluxo luminoso. Considerando-se aceitáveis as instalações, quando a relação entre os iluminamentos máximos e míninos não difere mais do que 15% do valor mádio encontrado.
No método das cavidades zonais, as obstruções nas cavidades do teto ou do chão são elevadas em consideração na obtenção da refletância eficaz da cavidade.

MÉTODO PONTO POR PONTO

O método dos lumens baseia-se no fluxo médio de luz numa área; o método de ponto por ponto, na quantidade de luz que incidirá em determinado ponto da área. Então, é necessário o conhecimento da distribuição da luz de diferentes fontes.

Fonte Puntiforme

" O iluminamento é inversamente proporcional ao quadrado da dsitância" (lei do quadrado da distância).

Fonte Linear Infinita

" O iluminamento é inversamente proporcional à distância,"

Fonte Superficial de Área Infinita

" O iluminamento não varia com a distância."

Feixe Paralelo de Luz

" O iluminamento não varia com a distância."