Projeto luminotécnico
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O documento apresenta um projeto luminotécnico para uma sala de aula da UNIVALI. Ele inclui um projeto teórico e prático utilizando software, além de análises de custo e melhorias possíveis. O projeto teórico calcula o fluxo luminoso total necessário e determina que 4 luminárias seriam suficientes, enquanto o projeto prático confirma esta conclusão. Atualmente, há lâmpadas de maior potência do que o necessário, aumentando os custos com energia elétrica.
Projeto luminotécnico
- 1. UNIVERSIDADE DO VALE DO ITAJAÍ BIANCA PISTUNI SOLANHO CAROLINE LUIZE DE MORAES MAGDA MARCOS PROJETO LUMINOTÉCNICO ITAJAÍ 2014
- 2. UNIVERSIDADE DO VALE DO ITAJAÍ BIANCA PISTUNI SOLANHO CAROLINE LUIZE DE MORAES MAGDA MARCOS Trabalho apresentado á disciplina de Instalações Prediais II da Universidade do Vale do Itajaí, Centro de Ciências Tecnológicas da Terra e do Mar, Curso de Engenharia Civil. Turma 1. Professor: Raimundo C. Ghizoni Teive. ITAJAÍ 2014
- 3. Sumário Digite o título do capítulo (nível 1)..........................................................................................1 Digite o título do capítulo (nível 2) .......................................................................................2 Digite o título do capítulo (nível 3) ...................................................................................3 Digite o título do capítulo (nível 1)..........................................................................................4 Digite o título do capítulo (nível 2) .......................................................................................5 Digite o título do capítulo (nível 3) ...................................................................................6
- 4. 1. Introdução Com base na norma NBR 5413, e nos ensinamentos passados em sala de aula, sabemos que cada ambiente necessita de um determinado nível de iluminância, que fica estabelecido em relação as atividades ali exercidas. Para esse trabalho, foi utilizado o Método de Lumens, e o software Lumine, assim pode haver uma comparação dos métodos. A ideia do trabalho é, escolher um ambiente qualquer, e verificar se o projeto feito por nós, é semelhante ao real aplicado no recinto. Neste memorial de cálculo constam todas as informações utilizadas, tais como, fator local, fator de utilização, fator de manutenção, bem como a distribuição das luminárias no ambiente escolhido. 2. Escolha do ambiente O ambiente escolhido para foi a sala 214 do bloco D4 da UNIVALI. a. Área do ambiente A sala escolhida tem, aproximadamente 70m² de área, em forma retangular. Existem 8 luminárias separadas em duas linhas de 4 luminárias cada, com 2 lâmpadas de 65W em cada, totalizando 16 lâmpadas. As paredes são consideradas escuras, por serem feitas de tijolo a vista, juntamente com seu piso, que apresenta uma cor escura que não reflete a luz. O teto da sala é claro, inteiro de forro PVC branco. Nessa sala existe uma viga no meio no teto, aparecendo aproximadamente 20cm abaixo do teto. b. Posto de trabalho A sala é utilizada para aulas teóricas, sendo assim, seu posto de trabalho é a carteira, que fica a 75cm do chão. c. Fotos do ambiente 3. Projeto Teórico De acordo com o conhecimento absorvido em sala, e pela leitura de bibliografias relacionadas ao tema, podemos calcular de forma teórica o Fluxo Luminoso e os demais fatores responsáveis por ele, do nosso caso real. a. Procedimentos
- 5. Fluxo Luminoso Total – ϕt – é a quantidade de luz emitida por uma fonte luminosa, por segundo, na tensão de alimentação, em todas as direções. Unidade: Lumens, ln. 𝜑 = 𝐸 × 𝐴 𝐹𝑢 × 𝐹𝑑𝑙 Iluminância – E – é o fluxo luminoso incidente em uma superfície dividida pela área. Unidade: Lux. Área – A – área do ambiente. Unidade: m². Fator de depreciação – Fdl – é o fato de serviço da luminária, dada pela seguinte tabela; AMBIENTE MANUTENÇÃO Anual Semestral Trimestral Limpo 0,95 0,91 0,88 Norma 0,91 0,85 0,80 Sujo 0,80 0,66 0,57 TABELA 1 -FATOR DE DEPRECIAÇÃO DE SERVIÇO Fator de Utilização – Fu – é a relação entre o fluxo luminoso que chega ao plano de trabalho e o fluxo luminoso total emitido. Depende das dimensões do ambiente, do tipo de luminária e das cores do teto, paredes e piso. TETO PAREDE PISO COR P COR P COR P Branco 70% Branco 70% Claro 50% Claro 50% Claro 30% Escuro 30% Escuro 30% Escuro 10% TABELA 2 -ÍNDICES DE REFLEXÃO O Fu é obtido através de um índice de recinto K, que é encontrado através da seguinte fórmula: 𝐾 = 𝑎 × 𝑏 𝐻𝑑𝑙 × (𝑎 + 𝑏) Dimensões do ambiente, largura e comprimento, a e b. Altura líquida do posto de trabalho, Hdl, da altura do posto até metade da lâmpada.
- 6. Após obter o valor de K, escolhemos a lâmpada e definimos o Fu. Neste caso, a lâmpada escolhida foi a lâmpada TCK 427 P=40W, 4 lâmpadas, determinada pela seguinte parcela da tabela total; Luminária Típica Teto 70% Parede 50% 30% K 10% (refletância do piso) TCK 427 P=40W 4 lâmpadas 1,5 0,56 0,51 2 0,63 0,58 TABELA 3 -FATOR DE UTILIZAÇÃO LÂMPADA TCK 427 Número de projetores – Nlum – número de luminárias que devem existir no ambiente para condizer com o fluxo total luminoso obtido através desses procedimentos. 𝑁𝑙𝑢𝑚 = 𝜑𝑡 𝑁𝑙 × 𝜑1 Número de lâmpadas na luminária, Nl. Fluxo luminoso de uma única lâmpada, ϕ1, obtido através da seguinte parcela da tabela total: Lâmpada Potência P (W) Fluxo Luminoso ϕ1 (Lm) Fluorescente 20 1200 40 3000 65 4900 110 8900 TABELA 4 -FLUXO LUMINOSO DA LÂMPADA b. Cálculos Ambiente 7.3.1 - Teto, branco; Parede, escura; Piso, escuro. 𝐾 = 𝑎 × 𝑏 𝐻𝑑𝑙 × (𝑎 + 𝑏) Onde 𝑎 = 7𝑚 𝑏 = 10𝑚 𝐻𝑑𝑙 = 3,2 − 0,75 − 0,25 = 2,2𝑚 𝐾 = 7 × 10 2,2 × (7 + 10) 𝐾 = 1,8717
- 7. Fator de utilização Luminária Típica Teto 70% Parede 50% 30% K 10% (refletância do piso) TCK 427 P=40W 4 lâmpadas 1,5 0,56 0,51 2 0,63 0,58 Interpolação entre os valores de K: 1,5 e 2; 2 − 1,5 0,58 − 0,51 = 1,8717 − 1,5 𝐹𝑢 − 0,51 𝐹𝑢 = 0,5506 Fluxo luminoso total 𝜑 = 𝐸 × 𝐴 𝐹𝑢 × 𝐹𝑑𝑙 Onde: 𝐸 = 300𝑙𝑢𝑥 , valor médio, segundo NBR 5413, página 4. 𝐴 = 70𝑚² 𝐹𝑢 = 0,5506 𝐹𝑑𝑙 = 0,85 , ambiente normal, manutenção semestral. 𝜑 = 300 × 70 0,5506 × 0,85 𝜑 = 44870,84 𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛𝑠 Nº de projetores 𝑁𝑙𝑢𝑚 = 𝜑𝑡 𝑁𝑙 × 𝜑1 Onde: 𝜑𝑡 = 44870,84 𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛𝑠 𝜑1 = 3000 𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛𝑠 𝑁𝑙 = 4 𝑁𝑙𝑢𝑚 = 44870,84 4 × 3000 𝑁𝑙𝑢𝑚 = 3,7392 𝑁𝑙𝑢𝑚 = 4 𝑙𝑢𝑚𝑖𝑛á𝑟𝑖𝑎𝑠, 𝑐𝑜𝑚 4 𝑙â𝑚𝑝𝑎𝑑𝑎𝑠 𝑐𝑎𝑑𝑎.
- 8. c. Cálculo de eficiência – Conta mensal Com uma tarifa de R$0,35/kWh, e dadas as luminárias com as devidas lâmpadas e potência de cada, podemos calcular a conta total mensal da sala. 𝑁°𝑙𝑎𝑚𝑝 × 𝐻 × 𝐷𝑢 × 𝑃 = 𝑘𝑊ℎ/𝑚ê𝑠 Onde: 𝑁°𝑙𝑎𝑚𝑝 = 𝑁ú𝑚𝑒𝑟𝑜 𝑑𝑒 𝑙â𝑚𝑝𝑎𝑑𝑎𝑠 𝑔𝑒𝑟𝑎𝑖𝑠 𝑛𝑜 𝑎𝑚𝑏𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒 = 16 𝐻 = 𝐻𝑜𝑟𝑎𝑠 𝑑𝑒 𝑢𝑠𝑜 𝑑𝑎 𝑙â𝑚𝑝𝑎𝑑𝑎 = 8 ℎ𝑜𝑟𝑎𝑠 𝐷𝑢 = 𝐷𝑖𝑎𝑠 ú𝑡𝑒𝑖𝑠 𝑑𝑒 𝑢𝑠𝑜 𝑑𝑎 𝑙â𝑚𝑝𝑎𝑑𝑎 = 22 𝑑𝑖𝑎𝑠 𝑃 = 𝑃𝑜𝑡ê𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑑𝑒 𝑢𝑚𝑎 𝑙â𝑚𝑝𝑎𝑑𝑎 = 40𝑊 16 × 8 × 22 × 40 = 112,64𝑘𝑊ℎ/𝑚ê𝑠 𝑘𝑊ℎ 𝑚ê𝑠 × 𝑅$ 𝑘𝑊ℎ = 𝑅$/𝑚ê𝑠 112,64 × 0,35 = 39,424 𝑅$/𝑚ê𝑠 Com isso, concluímos que o gasto mensal da sala será de aproximadamente R$ 40,00. Tarifa máxima, pois foi considerado que as lâmpadas ficaram ligadas 8h por dia, em todos os dias úteis do mês, o que pode não acontecer, visto que é uma sala de aula, e em determinados horários, não há circulação ali. 4. Projeto Prático O projeto prático foi realizado através do Software Lumine, versão demonstrativa, da AutoQi. Nele desenhamos a sala estudada, informando os valores de refletância do piso, teto e chão, e também o valor da iluminância (E).
- 9. Escolhido o tipo de lâmpada, pudemos observar a diferença do valor da refletância clara para o teto, que é de 80%, senso 10% a mais do valor utilizado no projeto teórico. Houve também, por conta dessa diferença e também dos meios que o programa calcula, uma alteração nos valores de Fator de Manutenção, Fluxo Luminoso e Fluxo Total encontrados pelo programa. Salvos as diferenças, calculamos a quantidade de lâmpadas e fizemos a locação das mesmas na sala.
- 10. E com essa disposição, as luminárias ficariam com as seguintes distâncias:
- 11. 5. Análise de Custo PROJETO TEÓRICO PROJETO PRÁTICO SITUAÇÃO ATUAL Nº Lâmp. Potência (W) Nº Lâmp. Potência (W) Nº Lamp. Potência(W) 16 40 16 40 16 65 39,424 R$/mês 39,424 R$/mês 64,064 R$/mês Com essa tabela, está claro que lâmpadas de menor potência, mesmo sendo a mesmo quantidade disposta atualmente no ambiente, atenderiam o fluxo luminoso total requerido pela sala, e ainda ajudariam na economia da conta de luz. 6. Melhorias Conseguimos observar o equívoco que ocorre nesta sala em estudo, onde há o mesmo número de lâmpadas que necessita em projeto, porém, com uma potência maior, o que resulta em gastos desnecessários na conta de luz no final do mês. A viga mencionada na descrição do ambiente não nos mostrou como um obstáculo que resulta em sombra, porém, visualmente traz uma divisão de áreas, que, ao nosso ver, traz uma sensação de sombra. O que pode ocorrer, é a troca das lâmpadas para uma potência menor, já que as que estão dispostas no ambiente são mais do que o suficiente para atingir o Fluxo Luminoso necessário da sala. 7. Referências