INSTALAÇÕES INDUSTRIAIS PROJETO DE ILUMINAÇÃO INDUSTRIAL
Fernando Souto França
[email protected] https://sites.google.com/site/fsoutofranca
OBJETIVO ELABORAÇÃO DO PROJETO DE ILUMINAÇÃO INDUSTRIAL DA PLANTA INDUSTRIAL DE FABRICAÇÃO DE ABRASIVOS ABRASIVOS PARA PARA POLIMENTO POLIMENTO DE GRANITOS
APLICAÇÃO •
•
•
Área Administrativa Área Externa Área Industrial
Conceitos Básicos: Luminotécnico Luminotécnico •
Fluxo luminoso (φ): É a potência de radiação emitida por uma fonte luminosa em todas as direções do espaço, tendo como unidade lúmen (lm). A unidade lúmen representa a quantidade de luz irradiada, através de uma abertura de 1m² feita feita na superfície de uma esfera de 1m de raio, por uma fonte luminosa de intensidade igual uma (1) candela, em todas as direções, colocada no seu interior e posicionada no centro. –
Conceitos Básicos: Luminotécnico Luminotécnico •
Iluminância: –
Iluminância (E) ou nível de iluminamento é definida como o fluxo luminoso por área iluminada (S). A unidade de iluminância é o lux, e pode ser calculada conforme a equação abaixo. E=dφ/dS
Conceitos Básicos: Luminotécnico Luminotécnico •
Intensidade Luminosa: –
É definida como a concentração concentração de luz em uma direção específica, radiada por segundo. Ela é representada representada pela letra I e unidade de medida é a candela (cd).
Conceitos Básicos: Luminotécnico Luminotécnico •
Eficiência luminosa: –
Eficiência luminosa (η) de uma fonte fonte luminosa
pode ser definida como a relação entre o fluxo luminoso emitido pela potência absorvida (P), conforme equação abaixo.
η=φ/P
Conceitos Básicos: Luminotécnico Luminotécnico •
Temperatura de cor: –
“A temperatura de cor de uma fonte de luz é
definida como a temperatura temperatura absoluta em que um corpo negro emitirá o mesmo nível de radiação, ou seja, provocando a mesma aparência de cor.”
Conceitos Básicos: Luminotécnico Luminotécnico Fonte luminosa
Temperatura de cor (K)
Luz do fogo
1.200
Vela
2.000
Lâmpada
2.800
incandescente 40W Lâmpada Vapor
4.500
Metálico Luz do Sol no
5.500
verão Lâmpada Vapor
6.000
Mercúrio Céu aberto
6.500-7.500
Luz de céu azul
8.500
Conceitos Básicos: Luminotécnico Luminotécnico
Conceitos Básicos: Luminotécnico Luminotécnico •
Índice de reprodução de cores: –
O índice de reprodução reprodução de cores (IRC) é um número abstrato variando entre 1 e 100 que indica aproximadamente aproximadamente como a luz artificial permite ao olho humano perceber com maior ou ou menor fidelidade as cores.
Conceitos Básicos: Luminotécnico Luminotécnico •
Exemplo de imagem em diferentes IRC’s:
Métodos de Cálculo •
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•
Método dos Lumens: Administração, Almoxarifado, Vestiário Vestiário e Refeitório Método das cavidades zonais: Galpão Método por ponto: Área externa e estacionamento
Metodologia Levantamento das características da instalação: • Características construtivas da instalação –
dimensões dos ambientes e classificação de acordo com uso para determinação da iluminância requerida requerida conforme a norma ABNT NBR 5413. • Refletâncias das superfícies – teto, paredes, piso. • Frequência de manutenção e condições de limpeza do ambiente – para estimar o fator de
manutenção (FM) ou fator de perdas luminosas (FPL).
1 - Det Determi ermina narr a il ilum umin inân ânci cia a (E) (E)
Procedimento: a) analisar cada característica para determinar o seu peso (-1, 0 ou +1); b) somar os três t rês valores encontrados, algebricamente considerando o sinal; c) quando o valor total é igual a 2 ou 3, utiliza-se utiliza-se a iluminân iluminância cia mais baixa baixa do grupo; d) quando o valor valor total é igual igual a +2 ou +3, utiliza-se utiliza-se a iluminância iluminância mais alta do grupo; grupo; e) quando o valor total é igual a 1, 0 ou +1, utiliza-se a iluminância média do –
–
1 - Det Determi ermina narr a il ilum umin inân ânci cia a (E) (E)
2 - Defini Definiçã ção o das alturas alturas para para cálc cálculo ulo do K
2 – Cálculo do Índice do local (K) •
O Índice do local (K) é uma relação definida definida entre as dimensões (em metros) do local. É definida pelas fórmulas: fórmulas:
3 - Escolh Escolher er o tipo tipo de lâmpada lâmpada e a luminária; •
•
•
Fluorescentes: Área Administrativas Vapor de Mercúrio: Galpões Área Externa
Índice de Reflexão
Lumin Luminári áriaa TBS027 TBS027 - 2 x TLDR TLDRSS 32W – 3350 lm
Etapa Etapa 4 – Determinar o fator de manutenção (depreciação)
Etapa Etapa 5 – Dimensionamento •
O cálculo do número de luminárias necessário para um determinado ambiente obedece a seguinte fórmula:
Etapa Etapa 5 – Dimensionamento •
Quando o número de luminárias é conhecido, a iluminânci iluminânciaa média pode pode ser ser calculad calculadaa pela fórmula:
Etapa 6 – Distribuição Distribuição das luminárias
a e b deve ser ≤ 1 a 1,5 x Hlp
Características Características das Lâmpadas Lâmpadas – Fluxo Luminoso
Níveis mínimos de iluminância GALPÃO: Ambiente do tipo: Indústrias químicas – 200 Lux ADMINISTRAÇÃO: ADMINISTRAÇÃO: Ambiente do tipo: escritório – 250 Lux ALMOXARIFADO: Ambiente do tipo: Locais de armazenamento – 200 Lux VESTIÁRIO: Ambiente Ambiente do tipo: Banheiro – 200 Lux REFEITÓRIO: Ambiente do tipo: Restaurantes – 150 Lux ESTACIONAMENTO: Ambiente do tipo: parques de estacionamento – 50 Lux GUARITA: Ambiente do tipo: 300 Lux ÁREA EXTERNA: 10 Lux
Cálculo de Iluminação Área Administrativa Administrativa Dados Iniciais
Administração
Almoxarifado
Vestiário Refeitório Guarita
Largura A
15
7
7,5
7,5
3
Comprimento B
35,5
30
8
9,5
4,6
Altura do Teto Hte
3,8
6
3
3
3
Altura do Plano de Trabalho Hpl
0,8
0
0
0
0,8
Fator de Depreciação Fdl
0,75
0,75
0,75
0,75
0,75
Iluminância Média E (lux)
250
200
200
150
150
Atividade em grupo!!! E6 - Elaborar projeto projeto de Iluminação Iluminação da área industrial, área administrativ administrativaa e área externa; E6.a – Elaborar o projeto de iluminação da área administrativa utilizando o Método dos Luméns.
MÉTODO DAS CAVIDADES ZONAIS
Exemplo de Aplicação •
Considerar uma indústria cujo galpão central central meça 12 x 17m e altura de 7,5 m destinado a fabricação de peças mecânicas. Sabe-se que o teto é branco, as paredes claras e o piso escuro. Determinar o número de projetores necessários, utilizando lâmpadas a vapor de mercúrio de 400 W.
Passo 1 – Definir a altura das cavidades Zonais •
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•
Cavidade do teto – Espaço entre o plano das luminárias e o teto (geralmente nulo); Cavidade do recinto – Espaço entre o plano das luminárias e o plano de trabalho (geralmente 0,8 m); Cavidade do piso – Espaço entre o plano de trabalho e o piso
Passo 2 – Escolha da Luminária •
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Tipo de Luminária: refletor T38 - VM Categoria de Manutenção: IV Ambiente: MS Lâmpada adotada: vapor de mercúrio de 400W Vida útil da Lâmpada: 18000 h Periodo Periodo de Limpez Limpeza: a: 12 meses Período de substituição das luminárias queimadas: 6 meses Fluxo Luminoso: 35000lm
Passo 3 – Cálculo do Fator K e da Relação da Cavidade do Recinto
Passo 3 – Cálculo do Fator K e da Relação da Cavidade do Recinto
Passo 4 – Cálculo da Área do Recinto e do Fator Fator de Relação K •
Área do Recinto S = A × B = 12m x 17m = 204 m
•
Fator de Relação K K=5×
+ ×
=5×
+ ×
= 0,71
Passo 5 – Cálculo das Relações R das Cavidades Zonais •
•
Cavidade do Recinto: Recinto: = × = , × = , , (Tabela 2.12) 0 ,71 × Cavidade do Teto: = × = 0, 0,70 = 0,49
•
Cavidade do Piso: = × = 0,71 × 0,8 = 0,56
•
Pintura do Ambiente: teto claro 50%, paredes claras 50% e piso escuro 10%.
Passo 6 - Cálculo Cálculo da da refle refletân tância cia da cavidade do piso 10% (Tabela 2.12) piso escuro 10% paredes claras 50% = 0,56 = 11%
Passo asso 7 - Cálc Cálcul ulo o da da ref refle lettân ânci ciaa da da cavidade do teto 70% (Tabela (Tabela 2.12) teto claro 50% paredes claras 50% = 0,49 = 46%
Passo 8 - Cálculo do Fator Fator de Utilização Utilização (tabela (tabela 2.12 )
= 46%
paredes claras 50% = 4,26
5010
50 4 6 = → = 0,577 0,58 ,58 0,55 0,55 0,58 5010
50 4 6 = → = 0,538 0,54 ,54 0,52 0,52 0,54
= 0,577 = 0,538
45
4 4,26 = → = , 0,58 0,58 0,54 0,54 0,58
Passo 9 - Fator ator de Corr Correçã eção o Fc ( Tabe Tabela la 2.13) 2.13)
Se a refletância efetiva da cavidade do piso for acima de 20%, deve-se multiplicar o fator de utilização pelo de correção. Se o valor for inferior deve dividir este valor.
Passo 10 - Cálculo Cálculo do do Fat Fator or de Depreciação Depreciação do Serviço da Luminária •
Fator de Depreciação da superfície (figura 2.30)
FDS = 0,60
Período de Limpeza
Passo 11 11 - Perc Percent entual ual de de Sujeir Sujeiraa Esperada (Fig. 2. 31)
Sujeira esperada = 30%
Passo 12 12 - Fator ator de Depr Depreciaç eciação ão devido devido a Sujeir Sujeiraa Fsu ( Tabela Tabela 2.15) 2.15)
− ,−,
=
−, −, ,−
→ = ,92
Passo 13 - Fator ator de Queima Queima do Flux Fluxo o Luminoso por queima de Lâmpadas •
•
•
•
= 1
× % %
TSUB = Período de manutenção inicial (substituição) TSUB = Vida útil da lâmpada = 1
ℎ
=> Fql = 0,52
Passo 14 - Fator ator de Depr Depreciaç eciação ão do Fluxo Luminoso (figura 2.32)
Considerando que as lâmpadas fiquem em operação , em média, durante 50% de sua vida útil, podemos considerar Ff = 0,91. 0,91.
Passo 15 - Fator de Depreciação Total = × × × = 0,60 × 0,92 × 0,91 × 0,52 = 0, 0,26
Passo asso 16 - Cálcul Cálculo o do Núme Número ro de Luminárias •
Calculo do Fluxo Fluxo Luminoso ×
=
× = 2753 75303,6 3,6 •
=
2 00 × 2 04 0,26 × 0,57
Cálculo do Número de Luminárias =
=
275303,6 35000
= 8 á á
Dados do Galpão Dados Iniciais Largura A
50
Comprimento B
65
Altura do Teto Hte
7,5
Altura do Plano de Trabalho Hpl
0,8
Altura do Teto ao Plano das Luminárias Htl
0,8
Iluminância Média E (lux)
150
Atividade em grupo!!! E6 - Elaborar projeto projeto de Iluminação da área industrial, área administrativ administrativaa e área externa; E6.b – Elaborar o projeto de iluminação da área industrial utilizando o Método das
Cálculo da refletância refletância da cavidade do piso (tabela 2.11, Instalações Elétricas Industriais)
Cálculo do Fator de Utilização (tabela 2.12)
Cálculo do Fator de Utilização (tabela 2.12)
Fator ator de Correção Correção Fc Fc ( Tabela Tabela 2.13) 2.13)
Aplica-se a refletância acima de 20%
Cálculo do Fator de Depreciação do Serviço da Luminária •
Fator de Depreciação da superfície (figura 2.30)
Período de Limpeza
Sujeira Esperada Esperada (Fig. 2. 31)
Fator de Depreciação devido a Sujeira Fsu ( Tabe Tabela la 2.15 2.15))
Fator de Queima do Fluxo Luminoso por queima de Lâmpadas •
•
•
•
= 1
× % %
TSUB = Período de manutenção inicial (substituição) TSUB = Vida útil da lâmpada Ex.:
Fator de Depreciação do Fluxo Luminoso (figura 2.32)
Considerando que as lâmpadas fiquem em operação , em média, durante 50% de sua vida útil, podemos considerar Ff = 0,91. 0,91.
Cálculo do Número de Luminárias •
Calculo do Fluxo Fluxo Luminoso =
•
× ×
Cálculo do Número de Luminárias =
Software Os principais aplicativos na rea de luminotécnica são:
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•
1 • RADIANCE : http http://radsite ://radsite.lbl.gov/radianc .lbl.gov/radiancee 2 • AGi32: http://www.agi32.com 3 • LUMEN DESIGN: http://www.lighting-technologies.com 4 • ECOTE ECOTECT CT:: http://ww http://www w.squ1.com 5 • RELUX: http://www.relux.biz 6 • DIALUX: http://www.dial.de 7 • SOFTLUX: http://www.itaim.ind.br Obs: os 4 primeiros são pago pagos. s. Os 3 ltimos ltimos gratu gratuit itos. os.
