avaliação do consumo energético de sistemas de iluminação ...

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ANDRÉ LUIZ NAVARRO MODESTO AVALIAÇÃO DO CONSUMO ENERGÉTICO DE SISTEMAS DE ILUMINAÇÃO UTILIZANDO LÂMPADAS FLUORESCENTES E LED LONDRINA–PR 2014

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ANDRÉ LUIZ NAVARRO MODESTO

AVALIAÇÃO DO CONSUMO ENERGÉTICO DESISTEMAS DE ILUMINAÇÃO UTILIZANDO

LÂMPADAS FLUORESCENTES E LED

LONDRINA–PR

2014

ANDRÉ LUIZ NAVARRO MODESTO

AVALIAÇÃO DO CONSUMO ENERGÉTICO DESISTEMAS DE ILUMINAÇÃO UTILIZANDO

LÂMPADAS FLUORESCENTES E LED

Trabalho de Conclusão de Curso apresentadoao curso de Bacharelado em Engenharia Elé-trica da Universidade Estadual de Londrinapara obtenção do título de Bacharel em En-genharia Elétrica.

Orientadora: Prof𝑎 Ma. Juliani Chico Piai

LONDRINA–PR

2014

ANDRÉ LUIZ NAVARRO MODESTO

AVALIAÇÃO DO CONSUMO ENERGÉTICO DESISTEMAS DE ILUMINAÇÃO UTILIZANDO

LÂMPADAS FLUORESCENTES E LED

Trabalho de Conclusão de Curso apresentadoao curso de Bacharelado em Engenharia Elé-trica da Universidade Estadual de Londrinapara obtenção do título de Bacharel em En-genharia Elétrica.

BANCA EXAMINADORA

Prof𝑎 Ma. Juliani Chico PiaiUniversidade Estadual de Londrina

Orientadora

Prof. Me. José Fernando Mangili JúniorUniversidade Estadual de Londrina

Prof𝑎. Dra. Silvia Galvão de Souza CervantesUniversidade Estadual de Londrina

Londrina–PR, ___ de Novembro de 2014

LONDRINA–PR2014

Este trabalho é dedicado aos meus pais e a minha irmãpor sempre acreditarem, apoiarem e investirem em meu sonho.

AGRADECIMENTOS

Agradeço aos meus pais que desde sempre não mediram esforços para investiremem uma boa educação para seus filhos. A minha irmã, que juntamente ao meus pais sempreme apoiou durante a graduação. Agradeço, em especial, a minha orientadora Juliani ChicoPiai por ter aceitado o desafio de me orientar nesta temática, oferecendo todo o suportenecessário para o bom desenvolvimento do trabalho. Aos meus professores que auxiliaramno processo pedagógico que hoje resulta em todo o conhecimento adquirido por mim. Aomeu amigo Reginaldo Luis Forti, colegas de sala e veteranos, que sempre estiveram aomeu lado durante todo o processo de graduação. Aos meus amigos do Marista por aindacultivarem a nossa amizade mesmo distantes.

"There’s no such thing as a free lunch"(Milton Friedman)

MODESTO, A. L. N.. Avaliação do Consumo Energético de Sistemas deIluminação Utilizando Lâmpadas Fluorescentes e LED. 106 p. Trabalhode Conclusão de Curso (Graduação). Bacharelado em Engenharia Elétrica –Universidade Estadual de Londrina, 2014.

RESUMO

Este trabalho analisa o consumo energético dos sistemas de iluminação fluorescente eLED a partir do software DIALux R○. A iluminação representa uma grande quantia doconsumo total de energia em uma edificação, sendo ela um dos critérios de classificaçãodo nível de eficiência energética de edifícios. Os sistemas foram aplicados em ambientesmodelados pelo programa, baseados em uma planta de hotel localizado na cidade deLondrina-PR. Primeiramente, foram analisados os parâmetros referentes à norma NBRISO/CIE 8995-1:2013 a partir dos relatórios resultantes da simulação dos ambientes.Posteriormente, foi avaliado o consumo dos sistemas para cada ambiente e para o totaldo hotel. Constatou-se que o sistema LED apresenta um consumo 22,43% menor, sendoeste de 6038,85 kWh/ano e o para sistema fluorescente de 7784,59 kWh/ano. A análiseda viabilidade de custo apresentou que o payback para o investimento no sistema LEDocorreria somente em 16 anos. Portanto, apesar do sistema LED apresentar maior eficiência,foi adotado o fluorescente, pois um período de payback aceitável é de 2 anos, assim, nestecaso, a tecnologia LED apresentou-se economicamente inviável.

Palavras-chave: Eficiência Energética. Dialux R○. Iluminação comercial.

MODESTO, A. L. N.. Evaluation of Energy Consumption in LightingSystems Using Fluorescent Lamps and LED. 106 p. Final Project (Un-dergraduation). Bachelor of Science in Electrical Engineering – State Universityof Londrina, 2014.

ABSTRACT

This paper analyzes the energy consumption of fluorescent and led lighting systems usingDIALux R○ software. The lighting accounts for a large amount of total energy consumptionin a building, it is one of the classification criteria of the level of energy efficiency ofbuildings.The systems have been applied in environments modeled by the program, basedon a hotel plan located in the city of Londrina-PR. First, the parameters were analyzedreferring to the norm NBR ISO/CIE 8995-1:2013 based on the reports rresulting fromthe simulation of the environments. Subsequently, systems consumption was evaluatedfor each environment and for the whole hotel. It was found that the LED system has aconsumption 22,43% lower, this being of 6038,85 kWh/annum and the fluorescent system7784,59 kWh/annum. The feasibility analysis of cost showed the payback for the investmentin LED system occur only in 16 years. Therefore, despite the LED system has higherefficiency, fluorescent was adopted, because an acceptable payback period is 2 years, so inthis case, LED technology presented economically unviable.

Keywords: Energy Efficiency. Dialux R○. Lighting. Commercial lighting.

LISTA DE ILUSTRAÇÕES

Figura 1 – Contribuição das Diferentes Fontes Para a Geração Termelétrica (Pró-prio autor). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19

Figura 2 – Exemplo de Etiqueta de Eficiência Energética (MME, 2013). . . . . . . 25Figura 3 – Uso final de energia pelo setor comercial (Portela Junior, 2012). . . . . 26Figura 4 – Luminância (IBAM; ELETROBRÁS/PROCEL, 2002). . . . . . . . . . 28Figura 5 – Ofuscamento (Osram, 2008). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29Figura 6 – Formatos típicos de lâmpadas fluorescentes (Pereira e Souza, 2005). . . 33Figura 7 – Lâmpada de LED (Osram, 2014). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34Figura 8 – Luminária (Osram, 2014). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35Figura 9 – Curva de distribuição luminosa (Osram, 2008). . . . . . . . . . . . . . 35Figura 10 – Uso de arquivo CAD R○ no projeto (Próprio autor). . . . . . . . . . . . 36Figura 11 – Exemplo básico de uma sala de aula (Próprio autor). . . . . . . . . . . 37Figura 12 – Iluminância do sistema de iluminação (Próprio autor). . . . . . . . . . 37Figura 13 – Relatório de 𝑈𝐺𝑅 gerado pelo DIALux R○ (Próprio autor). . . . . . . . 38Figura 14 – Cavidades zonais (Osram, 2008). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41Figura 15 – Cálculo da iluminância em um ponto não-perpendicular (Osram, 2008). 43Figura 16 – Divisões das superfícies de um ambiente (DIAL, 2014). . . . . . . . . . 44Figura 17 – Modelo 2D do hall (Próprio Autor). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47Figura 18 – Modelo 3D do hall (Próprio Autor). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47Figura 19 – Luminária modelo CAA20-E416 e sua CDL (Lumicenter, 2014). . . . . 48Figura 20 – Lâmpada fluorescente modelo Lumilux XXT T8 18W/840 (Osram, 2014). 49Figura 21 – Reator modelo QTi 2X18/220-240 DIM (Osram, 2014). . . . . . . . . . 50Figura 22 – MASTER LEDtube STD 600mm 10W840 T8 I (Philips, 2014). . . . . 50Figura 23 – Modelo 2D do escritório (Próprio Autor). . . . . . . . . . . . . . . . . . 51Figura 24 – Modelo 3D do escritório (Próprio Autor). . . . . . . . . . . . . . . . . . 51Figura 25 – Luminária modelo CAA12-E232 e sua CDL(Lumicenter, 2014). . . . . 52Figura 26 – Lâmpada fluorescente modelo TL-D 36W/840 1SL (Philips, 2014). . . . 53Figura 27 – Reator modelo HF-R 236 TL-D EII 220-240V 50/60Hz (Philips, 2014). 53Figura 28 – Lâmpada LED SubstiTUBE Basic ST8-HB4 18 W/840(Osram, 2014). . 54Figura 29 – Modelo 2D da sala de reunião/conferência (Próprio Autor). . . . . . . 55Figura 30 – Modelo 3D da sala de reunião/conferência (Próprio Autor). . . . . . . 55Figura 31 – Luminária modelo CAA20-E232 e sua CDL(Lumicenter, 2014). . . . . 56Figura 32 – Lâmpada fluorescente modelo Lumilux T8 36W/840 (Osram, 2014). . . 57Figura 33 – Reator modelo QTi 2X36/220-240 DIM (Osram, 2014). . . . . . . . . . 58Figura 34 – Lâmpada LED Arquitube T8 HO 1200 (Arquiled, 2014). . . . . . . . . 58Figura 35 – Modelo 2D do auditório (Próprio Autor). . . . . . . . . . . . . . . . . . 59

Figura 36 – Modelo 3D do auditório (Próprio Autor). . . . . . . . . . . . . . . . . . 59Figura 37 – Luminária modelo CAA06-S232 e sua CDL (Lumicenter, 2014). . . . . 61Figura 38 – Lâmpada fluorescente modelo Lumilux XXT T8 36W/840 (Osram, 2014). 61Figura 39 – Reator modelo QTi DALI 2X36 DIM (Osram, 2014). . . . . . . . . . . 62Figura 40 – Lâmpada LED SubstiTUBE Basic ST8-HB4 21 W/840 (Osram, 2014). 62Figura 41 – Modelo 2D da cozinha (Próprio Autor). . . . . . . . . . . . . . . . . . 63Figura 42 – Modelo 3D da cozinha (Próprio Autor). . . . . . . . . . . . . . . . . . 63Figura 43 – Luminária modelo CHT07-S232 e sua CDL(Lumicenter, 2014). . . . . . 65Figura 44 – Lâmpada fluorescente modelo MASTER TL-D 90 De Luxe 36W/965

1SL (Philips, 2014). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65Figura 45 – Reator modelo QTP8 2X36/230-240 (Osram, 2014). . . . . . . . . . . . 66Figura 46 – Lâmpada MASTER TLED INT STD 1200mm 19W865 T8 AP I (Philips,

2014). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66Figura 47 – Modelo 2D da lavanderia (Próprio Autor). . . . . . . . . . . . . . . . . 67Figura 48 – Modelo 3D da lavanderia (Próprio Autor). . . . . . . . . . . . . . . . . 67Figura 49 – Luminária modelo CAN18-S416 e sua CDL (Lumicenter, 2014). . . . . 68Figura 50 – Lâmpada fluorescente modelo Lumilux L 18 W/840 (Osram, 2014). . . 69Figura 51 – Reator modelo QTi 2X18/220-240 DIM (Osram, 2014). . . . . . . . . . 70Figura 52 – Lâmpada MASTER TLED INT STD 600mm 10W840 T8 AP I (Philips,

2014). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70Figura 53 – Modelo 2D do restaurante/bar (Próprio Autor). . . . . . . . . . . . . . 71Figura 54 – Modelo 3D do restaurante/bar (Próprio Autor). . . . . . . . . . . . . . 71Figura 55 – Luminária modelo CML03-E216 e sua CDL (Lumicenter, 2014). . . . . 72Figura 56 – Lâmpada fluorescente modelo TL-D 18W/830 1SL (Philips, 2014). . . . 73Figura 57 – Reator modelo HF-R 218 TL-D EII 220-240V 50/60Hz (Philips, 2014). 73Figura 58 – Lâmpada LED SubstiTUBE Basic ST8-HB2-830 (Osram, 2014). . . . . 73Figura 59 – Relatório sobre a iluminância do Hall para o sistema fluorescente (Pró-

prio Autor). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75Figura 60 – Relatório sobre o máximo UGR obtido para o sistema fluorescente no

Hall (Próprio Autor). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76Figura 61 – Relatório sobre a iluminância do Hall para o sistema LED (Próprio

Autor). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76Figura 62 – Relatório sobre o máximo UGR obtido para o sistema LED no Hall

(Próprio Autor). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77Figura 63 – Comparação mensal entre os consumos dos sistemas de iluminação para

o Hall (Próprio Autor). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77Figura 64 – Relatório sobre a iluminância do escritório para o sistema fluorescente

(Próprio Autor). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78

Figura 65 – Relatório sobre o máximo UGR obtido para o sistema fluorescente noescritório (Próprio Autor). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79

Figura 66 – Relatório sobre a iluminância do escritório para o sistema LED (PróprioAutor). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79

Figura 67 – Relatório sobre o máximo UGR obtido para o sistema LED no escritório(Próprio Autor). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80

Figura 68 – Comparação mensal entre os consumos dos sistemas de iluminação parao escritório (Próprio Autor). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80

Figura 69 – Relatório sobre a iluminância da sala de reunião/conferência para osistema fluorescente (Próprio Autor). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81

Figura 70 – Relatório sobre o máximo UGR obtido para o sistema fluorescente nasala de reunião/conferência (Próprio Autor). . . . . . . . . . . . . . . . 81

Figura 71 – Relatório sobre a iluminância da sala de reunião/conferência para osistema LED (Próprio Autor). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82

Figura 72 – Relatório sobre o máximo UGR obtido para o sistema LED na sala dereunião/conferência (Próprio Autor). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82

Figura 73 – Comparação mensal entre os consumos dos sistemas de iluminação paraa sala de reunião/conferência (Próprio Autor). . . . . . . . . . . . . . . 83

Figura 74 – Relatório sobre a iluminância do auditório para o sistema fluorescente(Próprio Autor). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84

Figura 75 – Relatório sobre o máximo UGR obtido para o sistema fluorescente noauditório (Próprio Autor). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84

Figura 76 – Relatório sobre a iluminância do auditório para o sistema LED (PróprioAutor). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85

Figura 77 – Relatório sobre o máximo UGR obtido para o sistema LED no auditório(Próprio Autor). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85

Figura 78 – Comparação mensal entre os consumos dos sistemas de iluminação parao auditório (Próprio Autor). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86

Figura 79 – Relatório sobre a iluminância da cozinha para o sistema fluorescente(Próprio Autor). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87

Figura 80 – Relatório sobre o máximo UGR obtido para o sistema fluorescente nacozinha (Próprio Autor). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87

Figura 81 – Relatório sobre a iluminância da cozinha para o sistema LED (PróprioAutor). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88

Figura 82 – Relatório sobre o máximo UGR obtido para o sistema LED na cozinha(Próprio Autor). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88

Figura 83 – Comparação mensal entre os consumos dos sistemas de iluminação paraa cozinha (Próprio Autor). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89

Figura 84 – Relatório sobre a iluminância da lavanderia para o sistema fluorescente(Próprio Autor). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90

Figura 85 – Relatório sobre o máximo UGR obtido para o sistema fluorescente nalavanderia (Próprio Autor). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90

Figura 86 – Relatório sobre iluminância da lavanderia para o sistema LED (PróprioAutor). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91

Figura 87 – Relatório sobre o máximo UGR obtido para o sistema LED na lavanderia(Próprio Autor). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91

Figura 88 – Comparação mensal entre os consumos dos sistemas de iluminação paraa lavanderia (Próprio Autor). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92

Figura 89 – Relatório sobre a iluminância do restaurante/bar para o sistema fluo-rescente (Próprio Autor). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93

Figura 90 – Relatório sobre o máximo UGR obtido para o sistema fluorescente norestaurante/bar (Próprio Autor). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93

Figura 91 – Relatório sobre a iluminância do restaurante/bar para o sistema LED(Próprio Autor). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94

Figura 92 – Relatório sobre o máximo UGR obtido para o sistema LED no restau-rante/bar (Próprio Autor). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94

Figura 93 – Comparação mensal entre os consumos dos sistemas de iluminação parao restaurante/bar (Próprio Autor). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95

Figura 94 – Comparação mensal entre os consumos dos sistemas de iluminação parao hotel (Próprio Autor). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96

Figura 95 – Custo acumulado dos sistemas de iluminação utilizados pelo hotel(Próprio Autor). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97

Figura 96 – Custo acumulado recalculado dos sistemas de iluminação utilizados pelohotel (Próprio Autor). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99

LISTA DE TABELAS

Tabela 1 – Fator de depreciação (Creder, 2007) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40Tabela 2 – Valores normativos para o Hall (ABNT, 2013). . . . . . . . . . . . . . 46Tabela 3 – Valores normativos para o escritório (NBR, 2013). . . . . . . . . . . . . 50Tabela 4 – Valores normativos para a sala de reunião/conferência (NBR, 2013). . 54Tabela 5 – Valores normativos para o auditório (NBR, 2013). . . . . . . . . . . . . 59Tabela 6 – Valores normativos para a cozinha (NBR, 2013). . . . . . . . . . . . . 63Tabela 7 – Valores normativos para a lavanderia (NBR, 2013). . . . . . . . . . . . 66Tabela 8 – Valores normativos para o restaurante/bar (NBR, 2013). . . . . . . . . 70Tabela 9 – Custo inicial dos sistemas de iluminação . . . . . . . . . . . . . . . . . 96Tabela 10 – Vida média das lâmpadas dos sistemas fluorescente e LED . . . . . . . 98Tabela 11 – Custo das lâmpadas dos sistemas fluorescente e LED . . . . . . . . . . 98

LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS

ABNT - Associação Brasileira de Normas Técnicas

ANEEL - Agência Nacional de Energia Elétrica

BEN - Balanço Energético Nacional

BIG - Banco de Informações de Geração

CDL - Curva de Distribuição Luminosa

CGH - Centrais Geradoras Hidrelétricas

CIE - Comissão Internacional de Iluminação

CGIEE - Comitê Gestor de Indicadores e Níveis de Eficiência Energética

ENCE - Etiqueta Nacional de Conservação de Energia

EPE - Empresa de Pesquisa Energética

IBAM - Instituto Brasileiro de Administração Municipal

IBGE - Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística

INMETRO - Instituto Nacional de Metrologia, Normalização e Qualidade Industrial

IRC - Índice de Reprodução de Cor

ISO - Organização Internacional de Normalização

LED - Diodo Emissor de Luz

MME - Ministério de Minas e Energia

NBR - Norma Brasileira

ONS - Operador Nacional do Sistema Elétrico

PBE - Programa Brasileiro de Etiquetagem

PCH - Pequenas Centrais Hidrelétricas

PROCEL - Programa Nacional de Conservação de Energia Elétrica

SIN - Sistema Interligado Nacional

UGR - Índice de Ofuscamento Unificado

UHE - Usinas Hidrelétricas de Energia

SUMÁRIO

1 INTRODUÇÃO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

2 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA . . . . . . . . . . . . . . . . . 182.1 Geração de Energia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 182.1.1 Hidroelétricas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 182.1.2 Termoelétrica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 192.1.3 Eólica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 212.1.4 Fotovoltaica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 222.2 Sistema Interligado Nacional . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 222.3 Políticas de contenção do consumo energético no Brasil . . . . 232.4 O consumo energético pelo setor comercial . . . . . . . . . . . . 252.5 NBR ISO/CIE 8995-1:2013 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 272.6 Sistemas de iluminação . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 322.7 Software DIALux R○ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36

3 METODOLOGIA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 393.1 Introdução . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 393.2 Cálculo Luminotécnico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 393.2.1 Método dos Lúmens . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 393.2.2 Método das Cavidades Zonais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 403.2.3 Método ponto por ponto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 433.2.4 Método utilizado pelo DIALux R○ . . . . . . . . . . . . . . . . . . 433.3 Considerações de parâmetros de simulação . . . . . . . . . . . . 453.4 Ambientes e sistema de iluminação . . . . . . . . . . . . . . . . . 463.4.1 Hall . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 463.4.2 Escritório . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 503.4.3 Sala de reunião/conferência . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 543.4.4 Auditório . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 583.4.5 Cozinha . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 623.4.6 Lavanderia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 663.4.7 Restaurante/bar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 703.5 Coleta de dados e análise . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74

4 RESULTADOS E DISCUSSÃO . . . . . . . . . . . . . . . . . . 754.1 Hall . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 754.2 Escritório . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78

4.3 Sala de reunião/conferência . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 814.4 Auditório . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 834.5 Cozinha . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 864.6 Lavanderia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 894.7 Restaurante/bar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 924.8 Escolha do sistema de iluminação . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95

5 CONCLUSÃO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100

6 REFERÊNCIAS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102

16

1 INTRODUÇÃO

O Brasil, durante o primeiro semestre de 2014, apresentou fatores climáticosdesfavoráveis para a produção de energia. Este período foi marcado por uma longa estiagem,que afetou as regiões onde se localizam grande parte das hidrelétricas, acarretando naredução da capacidade de geração. A matriz energética nacional é composta principalmentepor hidrelétricas e termelétricas, sendo que apenas as hidrelétricas correspondem à 67,39%da potência total instalada.

Durante o verão, o país registrou o maior valor histórico de demanda máxima nohorário de pico. Assim, as usinas termelétricas tornaram-se mais atuantes neste período,com o objetivo fornecer esta energia necessária. A alta no consumo e a redução da geraçãoda principal fonte da matriz energética, resultou em uma grande preocupação quanto aoconsumo de energia. Veículos de imprensa e especialistas discutiram sobre possibilidadesde racionamento de energia, além disso, associações do setor elétrico entregaram uma cartaao Ministro de Minas e Energia, referente aos níveis críticos dos reservatórios.

O racionamento de energia foi vivenciado pelo país em 2001. A partir deste fato,medidas para a contenção do consumo energético e uso racional da energia foram elaboradas.Estas medidas, anos depois, resultaram na criação da Etiqueta Nacional de Conservaçãode Energia (ENCE), que avalia a eficiência da edificação em três quesitos: envoltória,iluminação e condicionamento de ar.

Estes fatos justificam este trabalho. A iluminação representa uma parcela significa-tiva do consumo de energia em uma edificação. Tal importância é comprovada por estaconstituir um dos critérios de classificação da eficiência em uma edificação. O consumoeficiente da energia pelos sistemas de iluminação, aliado a outras práticas que visam aeficiência energética, impactarão diretamente na redução do consumo nacional.

O presente trabalho tem como objetivo principal avaliar o consumo energético dossistemas de iluminação. Foram adotados para o estudo os sistemas fluorescente e LED.Eles foram avaliados a partir de simulações computacionais, onde foram aplicados emmodelos de ambientes, baseados na planta de um hotel localizado na cidade de Londrina.

Primeiramente, cada ambiente do hotel foi apresentado, demostrando sua mode-lagem realizada através do software e suas principais características. Além disso, foramindicados os valores normativos referentes à iluminação para estes ambientes. Posterior-mente, foi apresentado cada elemento que compunha os sistemas fluorescentes e LED,especificando as características das luminárias, lâmpadas e reatores. Após isso, os ambientesforam simulados e a partir dos relatórios gerados pelo software, foi verificado inicialmente aadequação dos sistemas à norma NBR ISO/CIE 8995-1:2013. Posteriormente, comparou-se

Capítulo 1. Introdução 17

o consumo dos sistemas em cada ambiente em todo o hotel. Por último, para a escolha dosistema adequado ao hotel, foi realizado análise da viabilidade de custo para a implantaçãodos sistemas, tomando como base três parâmetros: custo inicial, custo operacional e vidamédia.

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2 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA

2.1 Geração de Energia

O sistema elétrico brasileiro é composto por diferentes gêneros de geração deenergia. Destacam-se as hidroelétricas, as termoelétricas e as eólicas. Esta pluralidade dasformas de conversão em energia elétrica ocorre, principalmente, devido a extensão do país.Cada região apresenta características topológicas e meteorológicas peculiares. Assim, estessistemas devem adaptar-se a estas condições.

2.1.1 Hidroelétricas

O aproveitamento da energia hidráulica é utilizado há anos pelo Homem. Elaera utilizada como um método de conversão de energia cinética em energia mecânica.Tolmasquim (2005) descreve que as hidrelétricas tem como princípio o uso do potencialhídrico de um curso d’água, aliado à um desnível natural ou artificial, ou seja, umabarragem. Ela tem como função o acúmulo de água, formando assim um reservatório. Istoé possível devido a interrupção do curso normal do rio. O reservatório apresenta grandeimportância nos períodos de estiagem. A água acumulada é então direcionada, através deadutoras, para a casa de força. Ela contém turbinas, que tem como papel a conversão daenergia cinética da água em mecânica e posteriormente em elétrica.

A primeira usina hidrelétrica foi construída em 1882, nos Estados Unidos. Esta usinaapenas aproveitava o fluxo da água para a produção de energia elétrica. Posteriormente, asusinas começaram a utilizar as técnicas de represamento através de barragens. (Tolmasquim,2005, p. 10).

Segundo Tolmasquim (2005), as usinas originalmente eram de pequeno porte. Elasaproveitavam as quedas d’água nas proximidades da cidade. A tecnologia disponívellimitava o porte da usina e a extensão do sistema de distribuição. A partir dos avançostecnológicos, o potencial de produção e distribuição de energia expandiu-se. Assim, o usoda geração hidrelétrica foi disseminado pelo mundo.

A energia gerada pelo aproveitamento do potencial hidráulico no Brasil, basica-mente consiste em CGHs (Centrais Geradoras Hidrelétricas), PCHs (Pequenas CentraisHidrelétricas) e UHEs (Usinas Hidrelétricas de Energia). Segundo o critério classificatórioda ANEEL, são consideradas CGHs se a potência instalada for de até 1 MW, PCHs entre1,1MW e 30MW e UHEs mais de 30MW. (ANEEL, 2008).

A primeira usina hidrelétrica brasileira foi construída em 1889, a Usina de Marmelos,

Capítulo 2. Fundamentação Teórica 19

localizada em Juiz de Fora, Minas Gerais. Desde então, a maioria das usinas construídaslocalizaram-se na Região Sudeste, até 1950. As usinas localizadas nas Regiões Sul e Nordesteforam instaladas posteriormente à Segunda Guerra Mundial, utilizando o potencial hídricodas bacias do rios Paraná e São Francisco. O Brasil é responsável pela produção de 8,5% detoda energia do mundo proveniente de hidrelétricas. (Tolmasquim, 2005, p. 11). Segundoa ANEEL (2014), até o primeiro semestre de 2014, o sistema brasileiro era constituídopor 451 CGHs, 463 PCHs e 197 UHEs. Elas possuíam uma capacidade total instalada de91.578.724 kW, de um total de geração de 135.881.440 kW, considerando todas as fontes,representando, portanto, 67,39% da potência total instalada no Brasil.

Segundo ANEEL (2008), este tipo de geração é uma das poucas formas que nãocontribuí para o aquecimento global. Também é uma forma de conversão de energiarenovável, pois a água utilizada na produção evapora, condensa-se em nuvens e precipita,dando início ao ciclo novamente.

2.1.2 Termoelétrica

A segunda forma de geração de energia mais significativa no país é a térmica.Tolmasquim (2005) descreve que o princípio de funcionamento de uma termelétrica baseia-se na conversão da energia térmica em energia mecânica, após isso, em energia elétrica.Neste tipo de conversão, as usinas utilizam combustíveis para aquecer um fluido. Ele seexpande como vapor e movimenta as turbinas, assim, gerando eletricidade.

Segundo informações do Banco de Informações de Geração (BIG), a geraçãotermelétrica representou, em setembro de 2014, 28,55% do total da geração de energia dopaís. Esta energia é proveniente de diferentes fontes. Neste mesmo período, a contribuiçãoda geração a gás natural produziu 31,87% de toda a energia termelétrica gerada no Brasil.A biomassa contribuiu com 30,94%, seguido dos derivados do petróleo com 22,67%, carvãoe derivados com 9,48% e nuclear com 5,04%, Figura 1, (ANEEL, 2014).

Figura 1 – Contribuição das Diferentes Fontes Para a Geração Termelétrica (Próprioautor).

Capítulo 2. Fundamentação Teórica 20

Nas usinas não nucleares, a combustão ocorre pelo método da combustão externa,ou combustão interna. No primeiro caso, o combustível não tem contato com líquido quese transformará em vapor. Ele apenas é responsável pela transmissão térmica para o fluido,com objetivo de expandi-lo. Já no segundo método, a combustão ocorre entre a mistura docombustível e do ar. Consequentemente, os gases resultantes se expandirão e movimentarãoa turbina. (Tolmasquim, 2005, p. 53).

As termelétricas a vapor utilizam a metodologia de combustão externa. Dentre oscombustíveis, podem ser aplicados o óleo combustível, óleo diesel, carvão, gás natural e abiomassa (bagaço de cana, lenha, entre outros.). A água desmineralizada é aplicada comofluido. Ela entra na primeira fase do ciclo através do condensador. Passa por aquecedoresregenerativos e por meio de bombas é levada até as caldeiras, onde se transformará emvapor. O vapor se expandirá pela diminuição de pressão do sistema, passando então peloturbo gerador. Ele é responsável pela conversão da energia mecânica em energia elétrica.Posteriormente a água volta para o condensador e inicia-se o ciclo novamente (Tolmasquim,2005).

Segundo Tolmasquim (2005), até a década de 90, o sistema termelétrico brasileironas Regiões Sul, Sudeste e Centro-Oeste era composto em sua totalidade por termelétricasa vapor (convencionais). Elas empregavam como combustível o carvão e o óleo combustível.Já na Região Norte, as termelétricas utilizavam basicamente óleo diesel.

As termelétricas convencionais apresentam um rendimento de 25 a 30%. O sistemaapresenta grandes perdas, sendo que 10% são relativos a caldeira e 55% ao calor dovapor. Tolmasquim (2005) descreve que o óleo combustível apresenta um elevado preçode mercado. Portanto, este sistema apresentava um custo de operação maior que outrosmétodos de geração de energia. Sua importância era reduzida a princípio, pois o paísapresentava um superavit de produção em relação a demanda. Em razão da crise energética,as termelétricas se tornaram de grande relevância para a matriz energética do brasileira,inclusive no cenário atual.

Tolmasquim (2005) descreve que o princípio de funcionamento das termelétricasa gás natural utiliza a combustão interna, operando em regime aberto. Elas tem maioreficiência em relação a geração a vapor, pois apresentam um pico de temperatura duasvezes maior que o pico do sistema a vapor, atingindo 1260∘C.

A geração por este método utiliza um compressor, que é responsável por comprimiro ar atmosférico em uma alta pressão. Após isso, ele é adicionado ao gás natural dentroda câmara de combustão. Este processo tem como produto os gases que se expandirão,assim, movimentado a turbina e gerando energia. Os gases são liberados para a atmosfera,por isso o sistema é classificado como regime aberto.

Estas usinas apresentam custos vantajosos em relação ao investimento em infraes-

Capítulo 2. Fundamentação Teórica 21

trutura e custo operacional. Além disso, a unidade de geração atinge seu máximo potencialde produção poucos minutos após seu acionamento. Esta característica é perfeita para aoperação na ponta de geração. No final da década de 90, a necessidade de suprir a demandanos horários de pico, levou o país a investir em projetos desta modalidade. Apesar dasvantagens, o custo operacional ainda é moderadamente caro, pois o gás natural é pormuitas vezes importado e seu preço baseado no dólar (Tolmasquim, 2005).

As usinas termonucleares utilizam o processo de fissão nuclear para obtenção deenergia. Essa energia é liberada lentamente na forma de calor. Ele é responsável poraquecer a água dos reatores, resultado assim, em vapor. Posteriormente, o vapor tem comoobjetivo movimentar a turbina geradora de eletricidade. Ele é dirigido ao condensador,que é externo ao reator, e retorna ao interior do reator a partir de bombas, dando inícionovamente ao ciclo. Esta modalidade de geração de energia é considerada limpa, apresentabaixas emissões do principal gás causador do efeito estufa, o CO2.

O programa nuclear brasileiro teve início na década de 60, onde foi decididoconstruir a primeira central nuclear. A metodologia utilizada é a do urânio enriquecido.Em 1971, o Brasil efetuou a encomenda de Angra I, que utilizaria um reator de águapressurizada (PWR) de 657 MW. Posteriormente foram realizados os projetos de Angra IIe Angra III, esta ainda em construção (Tolmasquim, 2005).

2.1.3 Eólica

Historicamente, o Homem utiliza a energia fornecida pelos ventos. Desde a navegaçãoa moagem de grãos, sendo que os holandeses atingiram a liderança no desenvolvimentodos moinhos de vento. Segundo Tolmasquim (2005), a energia eólica utiliza como métodode geração de energia, a conversão da energia cinética dos ventos em energia mecânica.Esta conversão é realizada através de aerogeradores, ou seja, de turbinas movimentadascomo uma espécie de cata-ventos.

Na década de 70, com o choque do petróleo, a produção de energia a partir deusinas eólicas se tornou uma alternativa viável no mundo. Sua geração em larga escalateve início na Europa e atualmente está difundida em vários países. (Tolmasquim, 2005,p. 161). Segundo o BEN (2013), a geração eólica no Brasil passou de 237 GWh em 2006a 5 mil GWh em 2012. O BIG, no mês de Setembro de 2014, informou que a potênciainstalada referente a geração eólica era de 3.796.438 kW, assim, representando 2,89% dapotência total instalada no país.

A geração eólica possui a melhor relação custo benefício, se comparadas as outrasfontes alternativas de energia, considerando a potência nominal e o custo total de umaturbina. Segundo notícias veiculadas pela imprensa nacional, de acordo com estudosrealizados pelo Conselho Mundial de Energia, o Brasil possui a terceira menor tarifa de

Capítulo 2. Fundamentação Teórica 22

geração de energia eólica do mundo, ficando atrás apenas da China e Índia, possuindocustos entre US$55 a US$99 por MWh. Ainda, segundo o relatório do Conselho, as usinaseólicas brasileiras operam em uma faixa de produtividade entre 23% a 45%, ou seja,superior as faixas da China e Índia. No leilão A-3 da EPE, realizado em Junho de 2014,248 dos 268 empreendimentos eram de origem eólica. A projeção para o ano de 2018, deacordo com os projetos apresentados e em execução, é a geração de 18 MW, ou seja, 8%do total da energia produzida no país em 2018.

2.1.4 Fotovoltaica

O sistema de geração fotovoltaica é resultante do processo de transformação daradiação solar diretamente em eletricidade. O sistema utiliza uma placa constituída deum material semicondutor, a qual comumente é feita de silício. As células fotovoltaicasapresentam duas camadas de semicondutor, sendo uma carregada positivamente e a outranegativamente, assim, constituindo a junção eletrônica. A luz solar ao atingir a célulainicia o fluxo de corrente contínua, sendo este proporcional à intensidade da luz (ANEEL,2008). Segundo o BIG (2014), este sistema de geração representa 0,01% do potencial totalinstalado na matriz energética brasileira.

2.2 Sistema Interligado Nacional

O Sistema Interligado Nacional (SIN) conecta os sistemas de geração e transmissão,abrangendo a maior parte do território nacional. Segundo ANEEL (2008) o sistema abrigava96,6% da capacidade total de produção elétrica do país. O Operador Nacional do SistemaElétrico (ONS) coordena as operações do SIN. A partir desta coordenação e conexão dosistema, há a possibilidade da troca de energia elétrica entre as diferentes regiões.

Essa troca de energia pode ser verificada em duas situações. A primeira, resultados períodos chuvosos diferentes em cada região. As regiões que estão com uma maiorcapacidade hídrica nos reservatórios, fornecem energia para as regiões onde estão abaixoda capacidade. Já a segunda, é a operação das termelétricas em complementação ashidroelétricas. Neste caso, as termelétricas são acionadas nos momentos de pico de demanda.

No Brasil, o período de estação das chuvas está situado entres os meses de Outubroe Abril. Recentemente, entre parte desta época, o país apresentou fatores climáticosdesfavoráveis para a produção de energia elétrica. Ocorreu um longo período de estiagemnas regiões Sul e Sudeste, onde se encontram a maioria das hidrelétricas e o maior potencialinstalado.

Durante o período de Dezembro de 2013 a Fevereiro de 2014, segundo o boletimmensal da ONS, ultrapassou-se, em cada mês, o valor histórico da demanda máximainstantânea no horário de pico, atingindo 81,129 MW no mês de Fevereiro. Assim, para

Capítulo 2. Fundamentação Teórica 23

suprir esta necessidade de energia, entraram em funcionamento as usinas termelétricas,que apresentam um elevado custo de operação. Ou seja, os dados apresentam um históricocrescente de aumento da demanda atrelado ao funcionamento de termelétricas.

Esta alta no consumo de energia é reflexo de alguns fatores. Dentre estes fatores,constata-se a elevação da renda per capta do brasileiro, devido a políticas de distribuição derenda e o crescimento do país. Consequentemente, ocorreu uma ampliação do consumo debens e serviços, resultando em um acréscimo na demanda de energia. Este fato, aliado aosfatores desfavoráveis para a produção, gera uma grande preocupação quanto o consumo.

Durante o primeiro semestre de 2014, os veículos de imprensa, tanto nacionais,quanto internacionais, divulgaram notícias sobre possíveis racionamentos de energia e apossibilidade de apagões. Em março, o ministro brasileiro de Minas e Energia, comentouque caso os níveis dos reservatórios das hidrelétricas não aumentassem, pediriam para apopulação reduzir o consumo. Além disso, no mesmo período, os especialistas afirmaramque o racionamento era uma possibilidade real.

No dia 6 de março de 2014, os representantes de 15 associações do setor elétrico,assinaram uma carta e entregaram ao ministro. O conteúdo era referente ao nível críticodos reservatórios, menores do que em 2001, ano em que foi decretado o racionamento deenergia. Segundo o Operador Nacional do Sistema Elétrico (ONS), no dia 5 de marçode 2014, o nível das hidrelétricas das regiões Sudeste e Centro-Oeste estava em 34,6%,nível abaixo do que em 2001. Este fato é considerável crítico, pois estes subsistemascorrespondem a cerca de 70% da capacidade de geração do país.

Estes fatos justificam o presente trabalho. O consumo de energia pelos sistemas deiluminação, representa uma parcela significativa do total dos gastos com energia elétrica.Portanto, utilizá-la de forma eficiente é um dos métodos para uma considerável reduçãode seu desperdício. Aliando esta medida a outras que visem a eficiência energética, comoas propostas do Programa Nacional de Etiquetagem de Edificações, resultarão em umaredução do consumo nacional de energia. A somatória destes fatores contribuirão, assim,para evitar a possibilidade de apagões e racionamento, enquanto o investimento necessáriono setor de energia não é fornecido.

2.3 Políticas de contenção do consumo energético noBrasil

No ano de 2001 o Brasil vivenciou o apagão, causado pela falta de chuvas, designandoconstantes blackouts. A crise no setor energético gerou campanhas de racionamento deenergia. Diante desse cenário e também da crise energética mundial, o termo eficiênciaenergética foi muito divulgado (Nepomuceno et al., 2003).

Capítulo 2. Fundamentação Teórica 24

Neste mesmo ano, o governo aprovou leis e resoluções voltados à medidas deeficiência energética, consumo e uso racional de energia. A resolução n∘394 da ANEEL,já revogada, regulamentava critérios para o investimento em projetos de otimização douso final da energia elétrica. A lei n∘10.295 de 17 de outubro de 2001, conhecida comoLei da Eficiência Energética, trata do consumo e uso racional de energia, além disso oPoder Executivo estabeleceria medidas máximas de consumo de energia e valores mínimosde eficiência, para produtos nacionais ou importados e também edificações. O decreto n∘

4.059, de 19 de dezembro de 2001, instituiu o Comitê Gestor de Indicadores e Níveis deEficiência Energética (CGIEE), composto pelo Ministério de Minas e Energia, ANEEL eoutros, que ficaram responsáveis pela regulamentação destes índices mínimos e máximos.

O Comitê Gestor (CGIEE) designou membros para compor o Grupo Técnico paraEficientização de Energia nas Edificações no País, o GT-Edificações, que ficaria responsávelpelo levantamento de indicadores e adoção de procedimentos, voltados a avaliação daeficiência energética e do consumo de energia, além dos requisitos para atendê-los, ou seja,regulamentar e desenvolver procedimentos para a avaliação das edificações. A evolução dostrabalhos deste Grupo Técnico resultou no desenvolvimento da Etiquetagem de Edificações.

A avaliação da eficiência das edificações é baseada em quatro volumes:

∙ Introdução contendo uma apresentação dos volumes (INTRO);

∙ Regulamento Técnico da Qualidade para o Nível de Eficiência Energética deEdificações (RTQ);

∙ Requisitos de Avaliação da Conformidade para o Nível de Eficiência Energéticade Edificações (RAC);

∙ Manual para aplicação do RTQ e RAC

Estes volumes são disponíveis para edificações comerciais, de serviços e públicos,tendo como terminação no nome do volume a sigla "C"e edificações residenciais a sigla"R". A obtenção da Etiqueta Nacional de Conservação de Energia (ENCE) é voluntária,mas se tornou obrigatória, na primeira etapa, para as edificações públicas federais. Ela,atualmente, representa um certificado de sustentabilidade, sendo este fato um diferencial nomercado brasileiro. A Figura 2 exemplifica uma etiqueta de eficiência emitida para edifícioscomerciais, de serviços e públicos. A emissão da etiqueta pode ser tanto da edificação emgeral, levando em conta os quesitos de envoltória, iluminação e condicionamento de ar,quanto a etiquetagem de apenas parte desses quesitos.

Capítulo 2. Fundamentação Teórica 25

Figura 2 – Exemplo de Etiqueta de Eficiência Energética (MME, 2013).

2.4 O consumo energético pelo setor comercial

O BEN de 2013 traz uma relação do consumo de energia elétrica por setor. Osetor residencial utilizou 23,6% do total, já o setor comercial 16,0% e o setor público 8,0%.Nos setores comercial e público, o gasto com iluminação pode chegar a 50% do total deenergia consumida. Este fato pode ser constatado em bancos, shoppings centers, escritóriose prédios comerciais, por exemplo. Em outros estabelecimentos, pode ser maior ou menordependendo do serviço prestado. A Figura 3 exemplifica o uso final da eletricidade nosetor comercial de determinados tipos de edificações, referente ao uso do ar-condicionado(AC) e iluminação (IL).

Capítulo 2. Fundamentação Teórica 26

Figura 3 – Uso final de energia pelo setor comercial (Portela Junior, 2012).

Verifica-se que a maioria das edificações comerciais apresentam um consumo per-centual de eletricidade muito próximo de 50% ou até superior. Este fato pode ser explicadopelo uso contínuo da iluminação nos horários de funcionamento. Também o efeito domal aproveitamento da luz natural, assim, resultando na necessidade da utilização de luzartificial.

Pode-se concluir que a iluminação destes setores é uma parcela representativano consumo nacional. Portanto, utilizando sistemas mais eficientes de iluminação, estademanda diminuirá. Além disso, impactará consideravelmente na redução da conta deenergia. Este fato, verifica-se com maior clareza em estabelecimentos de grande porte, poiso uso da iluminação é praticamente contínuo.

Dentre estes estabelecimentos comerciais, este trabalho avaliará os diferentes sis-temas de iluminação presentes em diversos ambientes de um hotel. Segundo Bottamedi(2011), os gastos dos hotéis com a energia elétrica no país representa 44% do total despen-dido com serviços de utilidade pública. Dentre o total utilizado de energia elétrica, 73%correspondem aos sistemas de climatização, iluminação e equipamentos.

O projeto do sistema de iluminação não deve focar apenas na eficiência energética,mas deve ter um balanço entre a eficiência e as condições que este sistema proporcionaráao usuário final. A iluminação tem grande importância na realização de tarefas e, sedimensionada corretamente, proporciona ao observador uma melhora na qualidade visual,no conforto visual, entre outros benefícios. O projeto de iluminação para interiores deambientes de trabalho deve seguir a norma NBR ISO/CIE 8995-1:2013, que contém diversosparâmetros para a avaliação do sistema de iluminação em diferentes ambientes.

Capítulo 2. Fundamentação Teórica 27

2.5 NBR ISO/CIE 8995-1:2013

A nova norma referente a iluminação interna dos ambientes de trabalho foi publicadaem 21 de março de 2013 e passou a vigorar um mês depois, ou seja, em 21 de abril de2013. Ela é uma revisão da NBR 5413:1992 que trata da iluminância de interiores.

A NBR 5413 teve sua última revisão em 1992. Ela apenas estabelecia os valoresmínimos para a iluminância de diferentes atividades. A norma presentava três valorescrescentes de iluminância, ambos em lux. O critério de escolha do valor era determinadopela idade do observador, precisão da tarefa e refletância do fundo da tarefa.

Segundo Mamede Filho (2007), a iluminância (𝐸) é uma grandeza relacionada como fluxo luminoso (Φ) incidente em uma determinada área (𝐴). Niskier e Macintyre (2008)concluem que iluminância é a densidade de fluxo luminoso que incide em uma superfície.Sua unidade é o lux (𝑙𝑥), que é equivalente à lúmens por metro quadrado. Ryer (1998),Niskier e Macintyre (2008) descrevem que o fluxo luminoso corresponde a potência de luzvisível, ou seja, que é percebida pelo observador. Esta grandeza é dimensionada em lúmens[𝑙𝑚]. O cálculo da iluminância é realizado pela Equação 2.1,

𝐸 = Φ𝐴

[𝑙𝑥]. (2.1)

A iluminância apresenta uma variação inversamente proporcional ao quadrado dadistância (𝑑) entre a fonte emissora de luz e a referência adotada, onde a intensidadeluminosa (𝐼) é equivalente ao fluxo luminoso propagado em uma certa direção. Esta relaçãoé estabelecida conforme a Equação 2.2,

𝐸 = 𝐼

𝑑2 [𝑙𝑥]. (2.2)

A norma NBR 5413:1992 encontrava-se defasada com relação as práticas internaci-onais. Na revisão e atualização desta norma, foram incluídas normas internacionais daCommission Internationale de l‘Eclairage (CIE). A revisão foi organizada na ABNT/CB-031, pela Comissão de Estudo de Aplicações luminotécnicas e medições fotométricas(CE-03:034.04).

O trabalho de revisão contou com a participação de mais de 60 profissionaisvinculados a CIE Brasil, Inmetro, Procel, Abilux, Eletrobrás, universidades, lightingdesigners, arquitetos, entre outros. O texto final é baseado na ISO 8995-1: Lighting ofwork places, Part 1: Indoor e foi disponibilizado para Consulta Nacional (n∘ 03:034.04-100)durante o período de 28 de agosto de 2012 a 26 de setembro de 2012, antes de ser aprovada.Esta norma cancela as normas anteriormente citadas.

A nova norma traz revisões qualitativas e quantitativas para os sistemas iluminaçãodos ambientes internos de trabalho. Os critérios de avaliação tem como objetivo que o1 CB-03 - Comitê Brasileiro de Eletricidade

Capítulo 2. Fundamentação Teórica 28

usuário execute suas atividades com segurança, conforto e de maneira eficiente. Estesquesitos são diferentes para cada ambiente, tarefa ou atividade.

O projeto de iluminação para os locais de trabalho é eficaz quando propicia ascondições necessárias para o trabalhador realizar suas tarefas. A partir disto, deve-sepensar nos parâmetros de projeto que interferem na iluminação final do ambiente. Segundoa NBR 8995-1:2013, tais parâmetros são:

∙ distribuição da luminância,

∙ iluminância,

∙ ofuscamento,

∙ direcionalidade da luz,

∙ aspectos da cor da luz e superfícies,

∙ cintilação,

∙ luz natural,

∙ manutenção.

A norma descreve que a distribuição da luminância interfere diretamente naadaptação do olho do observador em relação ao ambiente no qual ele está exposto. SegundoMamede Filho, Niskier e Macintyre (2008), a luminância é a sensação avaliada pelo cérebroreferente a claridade que é gerada por uma fonte emissora de luz, ou seja, trata-se da luzrefletida que é vista pelo observador, como mostra a Figura 4.

Figura 4 – Luminância (IBAM; ELETROBRÁS/PROCEL, 2002).

Os conceitos de fluxo luminoso, intensidade luminosa e iluminância somente sãopercebidos pelo olho humano se estes forem refletidos em uma determinada superfície

Capítulo 2. Fundamentação Teórica 29

(Mamede Filho, 2007). A Equação 2.3, referente a luminância, estabelece uma relação entrea intensidade luminosa (𝐼) e a área da superfície incidente (𝐴). A constante 𝛽 correspondeao ângulo de direção formado entre a normal2 e o olho do observador,

𝐿 = 𝐼

𝐴.𝑐𝑜𝑠(𝛽) [𝑐𝑑/𝑚2]. (2.3)

A reflexão é diretamente dependente do tipo do objeto ou superfície. Assim, aEquação 2.3 pode ser reescrita conforme a Equação 2.4. A constante 𝜌 indica o coeficientede reflexão do material e 𝐸 a iluminância incidente,

𝐿 = 𝜌.𝐸

𝜋[𝑐𝑚/𝑚2]. (2.4)

A partir da Equação 2.3 e Equação 2.4 verifica-se que uma alta luminância podeocasionar ofuscamento, dependendo do coeficiente de reflexão do material. Este efeitopode causar ao trabalhador uma fadiga visual. Isto ocorre pelas inúmeras tentativas deadaptação do olho as condições de iluminação do ambiente, ocasionado pelo contraste deluminâncias. Uma distribuição de luminância equilibrada propicia conforto visual e umamelhora na nitidez visual.

O fenômeno do ofuscamento pode ocorrer de duas maneiras. O ofuscamento diretoocorre quando a luz afeta diretamente o campo visual. Já o ofuscamento reflexivo, quandoa luz incide no plano de trabalho e esta é redirecionada para o campo visual do observador,exemplificado pela Figura 5.

Figura 5 – Ofuscamento (Osram, 2008).

De acordo com a norma, o ofuscamento deve ser calculado pelo método 𝑈𝐺𝑅. Eleé denominado índice de ofuscamento unificado e refere-se ao nível de desconforto causado2 direção formada perpendicularmente à um plano, ou seja, 90∘ em relação ao plano desejado

Capítulo 2. Fundamentação Teórica 30

pelo ofuscamento. O valor limite máximo de ofuscamento é denominado 𝑈𝐺𝑅𝐿. O cálculodo valor 𝑈𝐺𝑅 de um sistema de iluminação é realizado pela Equação 2.5,

𝑈𝐺𝑅 = 8.𝑙𝑜𝑔10.

(︃0, 25𝐿𝑏

.Σ.𝐿2𝜔

𝜌2

)︃. (2.5)

Onde:

∙ 𝐿𝑏: luminância de fundo (cd/m2);

∙ 𝐿: corresponde a luminância das luminária em direção ao observador (cd/m2);

∙ 𝜔: ângulo sólido das luminária em direção ao observador (sr);

∙ 𝜌: índice de posição de Guth para cada luminária com relação ao deslocamentoda linha de visão;

A iluminância da área de trabalho e entorno imediato tem grande relevância napercepção e execução de tarefas visuais. O entorno imediato é definido como uma regiãodistante 0,5m do entorno da área de trabalho, ou seja, da área onde serão realizadas tarefasvisuais.

Os valores normativos para iluminância são estabelecidos como iluminância mantida,que diz respeito ao valor mínimo de iluminância média para uma dada superfície. Estesvalores consideram fatores como o conforto visual, segurança, os aspectos econômicos e asnecessidades para realização da tarefa visual. Eles podem ser ajustados de acordo com aprecisão da atividade ou tarefa.

O entorno imediato não deve apresentar uma grande diferença do valor de ilumi-nância em relação a iluminância da área de tarefa. Ele deve ser concordante, assim, nãoresultando em um esforço visual e desconforto para o trabalhador. Por exemplo, se a áreade tarefa apresentar uma iluminância de 500 lux, o entorno imediato deve apresentar nomínimo 300 lux.

O fator da direcionalidade, tem como princípio a utilização de uma iluminaçãodirecionada a um objeto ou superfície. Quando utilizado em uma tarefa visual, pode-seaumentar a visibilidade, tornando mais visíveis os detalhes da tarefa, resultando em umamaior facilidade de execução e precisão. A norma recomenda que este tipo de iluminaçãonão seja direcional o suficiente, ao ponto de formar sombras.

As lâmpadas são classificadas de acordo com dois aspectos referentes a sua cor. Oprimeiro, é relacionado a aparência da cor da lâmpada. O segundo, corresponde ao índicede reprodução de cor (𝑅𝑎), que diz respeito a capacidade de reprodução da cor dos objetos.

A aparência da cor de uma lâmpada está associada a temperatura da cor correlata(𝑇𝑐𝑝). Ela refere-se à sensação da tonalidade da cor de uma lâmpada e sua unidade é o

Capítulo 2. Fundamentação Teórica 31

Kelvin (𝐾). A incidência de fontes de luz com temperaturas diferentes em alguns objetosresulta em uma sensação de cor diferente.

As lâmpadas que apresentam uma temperatura entre 800(𝐾) e 900(𝐾) tem umaequivalência a cor vermelha. As amarelas são relacionadas as lâmpadas de 3000(𝐾) eas brancas 5000(𝐾). Já as azuladas apresentam valores superiores a 8000(𝐾) (Pereira eSouza, 2005). A norma classifica a aparência da cor como sendo quentes, as lâmpadas comtemperatura de cor menor que 3300(𝐾). As intermediárias tem valores entre 3300(𝐾) e5300(𝐾). Por último, as lâmpadas frias apresentam valores maiores que 5300(𝐾). Assim,as cores mais avermelhadas são ditas "quentes", já as mais azuladas são "frias".

O índice de reprodução da cor está atrelado ao espectro de cores. As diferenteslâmpadas podem conter uma maior ou menor quantidade de cor em certa faixa. Assim,se um objeto for iluminado por fontes diferentes, o retorno visual sofrerá uma influênciadessa quantidade que está contida em cada fonte de luz. Esse efeito tem uma grandeimportância no desempenho da tarefa ou atividade a ser realizada, além de propiciar umasensação de conforto visual. O índice 𝑅𝑎 tem valor máximo 100. A norma não recomendavalores abaixo de 80 em locais que apresentem um longo período de permanência dostrabalhadores.

A cintilação luminosa, também conhecida como Flicker, é descrita por Deckmann ePomilio (2010) como o fenômeno da variação luminosa percebida pelo observador. Ele temcomo origem as flutuações de tensão na alimentação do sistema de iluminação. Segundoos autores, o olho humano consegue perceber uma variação luminosa causada por umamudança repentina de 0,2% da tensão nominal. A NBR 8995-1:2013 traz que a cintilaçãopode causar distrações e efeitos fisiológicos. Eles podem ser dores de cabeça, fadiga visual,desconforto visual, estresse, entre outros.

A luz natural tem a capacidade de propiciar, dependendo do projeto arquitetônicodo edifício, iluminação parcial ou total para a área de trabalho. O edifício pode utilizar umaárea maior de janelas laterais e também aberturas zenitais, para o melhor aproveitamentodesta fonte de iluminação. A norma recomenda atenção a este projeto, com relação aopossível contraste excessivo causado pela incidência direta da luz solar. Para evitar esteefeito, deve-se utilizar bloqueadores, como brises ou persianas, assim, evitando que a luzatinja diretamente os elementos associados ao campo de visão dos trabalhadores. A normatambém recomenda que o plano de trabalho localizado a três metros da janela utilizeiluminação auxiliar, para que o valor normativo da iluminância seja cumprido.

O fator manutenção influencia diretamente na iluminância do sistema de ilumina-ção, consequentemente, também afeta os valores normativos, pois eles são baseados emiluminância mantida. Ela é dependente da manutenção do sistema de iluminação comoum todo, lâmpadas e luminárias. Portanto é necessário um cronograma de manutenção.Há uma recomendação quanto a execução do projeto luminotécnico já considerando o fato

Capítulo 2. Fundamentação Teórica 32

de manutenção, sendo que este não deve ser menor que 0,7.

O texto final também traz recomendações para uma seleção criteriosa do sistemade iluminação. Ele deve evitar o desperdício de energia e priorizar a luz natural. Alémdisso, aconselha-se o uso de dispositivos de acionamento automático ou dimmers, sem queesses sistemas deixem de atender aos requisitos específicos de iluminação do ambiente.

A NBR 8995-1:2013 considera três principais critérios de avaliação. O primeiro,avalia a iluminância mantida (𝐸𝑚) da área de tarefa, ou seja, em uma superfície de referência.O segundo critério analisa o limite de desconforto visual causado por ofuscamento, calculadopelo método UGR3. O último, considera os valores mínimos para o índice de reproduçãode cor (𝑅𝑎).

A Comissão de Estudo elaborou um guia orientativo, que foi anexado a norma,para uma melhor compreensão, contendo os seguintes detalhes:

∙ Anexo A: Considerações para áreas de tarefa e entorno;

∙ Anexo B: Malha de cálculo para projeto do sistema de iluminação;

∙ Anexo C: Controle de ofuscamento;

∙ Anexo D: Manutenção do sistema de iluminação.

A partir das recomendações normativas para uma boa execução do projeto lumino-técnico, além das imposições quantitativas para a iluminância, UGR e índice de reproduçãode cor, o estudo deve ser focado para a escolha correta do sistema de iluminação.

2.6 Sistemas de iluminação

O sistema basicamente é composto por lâmpadas e luminárias. Reis et. al (2005)descreve que a fonte de luz é o elemento crítico de um sistema de iluminação. Este fato sedeve a curta duração de vida da lâmpada em comparação aos outros elementos do sistema,além das luminárias, como tomadas e sistemas de acionamento.

O desempenho e as características das lâmpadas podem sofrer alterações. O ren-dimento pode sofrer mudanças devido a temperatura do ambiente. Já as característicasda cor são afetadas pela operação da fonte. A sujeira ocasiona uma perda no rendimentoluminoso. As flutuações de tensão podem acarretar na diminuição da vida útil da lâmpada.Cada tipo de lâmpada apresenta características distintas. Assim, serão apresentadas asprincipais características das lâmpadas fluorescente e LED.

As lâmpadas fluorescentes geralmente apresentam um aspecto tubular, Figura 6.Segundo Niskier e Macintyre (2008), elas são classificadas como lâmpadas "de descarga".3 UGR - Unified Glare Rating

Capítulo 2. Fundamentação Teórica 33

Neste gênero, a luz visível é resultante da excitação de gases através de eletrodos. Tambémintegram esta categoria as lâmpadas de mercúrio, mista, vapores metálicos e as de sódiode alta pressão.

Figura 6 – Formatos típicos de lâmpadas fluorescentes (Pereira e Souza, 2005).

Estas lâmpadas contém um eletrodo em cada uma das pontas e, internamente,vapor de mercúrio em baixa pressão. Os eletrodos são responsáveis por efetuar descargaselétricas, assim, ionizando o vapor de mercúrio. A ionização gera uma radiação ultravioletaque excita o material fluorescente, que compõe a parede interna da lâmpada, resultandoem luz visível. O funcionamento destas lâmpadas é auxiliado por reatores e starters. Osreatores tem como funcionalidade ampliar a tensão no acionamento e diminuir a limitar acorrente na lâmpada. O starter é uma lâmpada pequena de neônio que objetiva a igniçãoda lâmpada. Ele funciona com uma lâmina bimetálica, onde o calor provocado por umadescarga elétrica fecha a malha do circuito, assim, fornecendo corrente para os eletrodos(Niskier e Macintyre, 2008, p. 233-234).

As características luminosas, como sua temperatura de cor e índice de reproduçãode cor, são determinadas a partir do pó fluorescente que foi utilizado na fabricação dalâmpada. A capacidade de conversão da potência elétrica consumida em radiação visível éde 30% e sua vida média é situada entre 6 mil a 20 mil horas (Pereira e Souza, 2005).

Segundo Niskier e Macintyre (2008), a evolução tecnológica na pesquisa e processosde produção das lâmpadas fluorescentes, resultou em produtos mais eficientes. As lâmpadastubulares apresentam um redução no diâmetro, chegando a 16 mm, com as denominadasT5. Elas proporcionam uma redução na escala das luminárias e profundidade do forro. Aeficiência destas lâmpadas chegam a 103 lm/W. Uma grande inovação foi o desenvolvimentodas lâmpadas fluorescentes compactas. Elas apresentam uma eficiência luminosa maior doque as incandescentes, consumindo menos potência, portanto, ideais para o retrofit.

A lâmpada de LED é um tipo de lâmpada formada por dispositivos semicondutoresdenominados LEDs (diodo emissor de luz), que são responsáveis pela conversão da energiaelétrica em energia luminosa. Niskier e Macintyre (2008) descrevem que as lâmpadas LEDapresentam um baixo consumo de energia e uma grande vida útil em comparação a outros

Capítulo 2. Fundamentação Teórica 34

tipos existentes no mercado. O desenvolvimento de novas tecnologias estão proporcionandoa redução dos custos de produção e ampliando a diversidade de aplicações. A Figura 7apresenta um modelo comercial de uma lâmpada de LED.

Figura 7 – Lâmpada de LED (Osram, 2014).

Os LEDs apenas emitem luz em uma determinada cor. Ela é dependente do materialutilizado na sua fabricação, podendo variar entre vermelho, amarelo, verde e azul. A luzbranca é fruto de uma composição das cores azul, vermelha e verde, ou de um LED azulcom fósforo amarelo, que tem como papel absorver a luz azul e assim, gerar a branca. Osnovos LEDs de alta potência, apresentam uma luz branca fria e atingem mais de 1000 lm(Niskier e Macintyre, 2008, p. 283-284).

Novicki e Rodrigo Martinez (2008) descrevem que o HB-LED (LED de alto brilho)apresenta uma vida útil média de 50 mil horas e uma eficiência luminosa na faixa de40 a 140 lm/W. Já a temperatura de cor localiza-se entre 5500 K e 6500 K. Apesardas inúmeras vantagens, por se tratar de uma tecnologia nova, o custo ainda é elevado.Também deve-se precaver e utilizar sistemas de proteção, com o objetivo de evitar queos distúrbios presentes na rede, como picos de tensão, afetem a lâmpada e resultem naqueima da mesma.

Em complementação das fontes de luz, são utilizadas pelo sistema de iluminaçãoas luminárias. Elas são responsáveis pela fixação das lâmpadas, variando seu modelode acordo com a lâmpada. Elas têm como principais características a concentração eorientação do facho luminoso, difusão da luz, além da proteção contra ofuscamento e umefeito decorativo (Niskier e Macintyre, 2008). Estas características são dependentes doprojeto da luminária, se apresentam material refletor ou aletas para evitar o ofuscamento,como mostra a Figura 8.

Capítulo 2. Fundamentação Teórica 35

Figura 8 – Luminária (Osram, 2014).

Segundo Niskier e Macintyre (2008), a curva de distribuição luminosa (CDL) éum diagrama polar que trata a lâmpada ou a luminária como puntuais. Ela representacomo a intensidade luminosa é distribuída em todos os ângulos direcionados a uma certaregião, a partir de vetores que originam-se no centro do diagrama. A distribuição varia deacordo com o tipo de luminária utilizada e sua unidade é dada em candela, mas para umapadronização, os valores normalmente têm como referência 1000 lm. A Figura 9 exemplificaa curva para uma lâmpada fluorescente associada a uma luminária.

Figura 9 – Curva de distribuição luminosa (Osram, 2008).

A partir do estudo do sistema de iluminação e do conhecimento da norma, pode-se utilizar softwares para executar o projeto luminotécnico e realizar a simulação destesistema. Os softwares atuais apresentam grande proximidade de seus dados com a realidade,através da tecnologia existente atualmente, além do fornecimento de dados específicos dosfabricantes para a utilização nos programas. O software adotado para a simulação nestetrabalho foi o DIALux R○.

Capítulo 2. Fundamentação Teórica 36

2.7 Software DIALux R○

O DIALux R○ é destinado para cálculos luminotécnicos. Ele é um dos principaisprogramas voltados para iluminação e é utilizado por vários profissionais das áreas dearquitetura, engenharia e lighting design. As simulações possibilitam resultados para o usode iluminação natural ou artificial. Inúmeros fabricantes disponibilizam seu catálogo deprodutos em arquivos compatíveis com o software, assim, há a possibilidade de simular oefeito real de iluminação de um produto específico com uma perspectiva 3D.

Uma das vantagens é a possibilidade de importar arquivos com as extensões .dxf e.dwg, assim, o usuário tem como referência a planta da edificação, portanto facilitando eguiando a execução do projeto no software. A Figura 10 mostra a visão inferior de umprojeto de uma sala de aula, onde pode-se observar a planta importada de um arquivoCAD R○.

Figura 10 – Uso de arquivo CAD R○ no projeto (Próprio autor).

O programa conta com três possibilidades de simulação: ambientes internos, ambi-entes externos ou ruas. A partir da escolha de uma das opções anteriores, o usuário devemodelar formas básicas disponíveis no software até concluir a estrutura de um ambiente,como uma sala, cozinha, entre outros. Posteriormente, ele tem a possibilidade de incluirjanelas, portas e mobiliário, além de escolher a textura para paredes, chão e teto. ODIALux R○ conta com um pequeno banco de objetos e texturas, mas possibilita ao usuáriocriar novos ou importar de outras fontes compatíveis. A Figura 11 exemplifica um projetobásico de uma sala de aula em 3D. O programa também tem a capacidade de simularprojetos em diferentes localidades e condições meteorológicas.

Capítulo 2. Fundamentação Teórica 37

Figura 11 – Exemplo básico de uma sala de aula (Próprio autor).

Os parâmetros luminotécnicos podem ser analisados através das simulações. Osníveis de iluminância da sala de aula, Figura 12, são apresentados utilizando o recurso deisolinhas, onde as cores mais escuras representam um menor nível e as mais claras maior.

Figura 12 – Iluminância do sistema de iluminação (Próprio autor).

O DIALux R○ também é capaz de gerar relatórios, como a lista de materiaisutilizados, lista de objetos, além dos relatórios técnicos, como o cálculo do índice deofuscamento unificado (𝑈𝐺𝑅) para a região onde estão dispostas as cadeiras dos alunos,Figura 13.

Capítulo 2. Fundamentação Teórica 38

Figura 13 – Relatório de 𝑈𝐺𝑅 gerado pelo DIALux R○ (Próprio autor).

A Figura 13 apresenta na esquerda o diagrama de isolinhas referentes ao índicede ofuscamento. Este diagrama, delimita numericamente as regiões em diferentes níveis.Ao lado direito, encontram-se informações do ponto de origem da superfície do cálculo,indicado na figura menor à direita. Abaixo do ponto de origem, é informado a quantidadede divisões em subáreas que foram utilizadas para o cálculo do ofuscamento, quanto maioro número de subdivisões, maior é a precisão dos cálculos. A figura da direita representa alocalização da superfície de cálculo em relação ao ambiente, e além disso, a orientação davisão do observador, que é indicada pela seta. Abaixo desta figura, informa-se os níveismáximo e mínimo de ofuscamento para a superfície calculada.

39

3 METODOLOGIA

3.1 Introdução

A metodologia adotada visa avaliar o consumo de energia de diferentes sistemas deiluminação artificiais. Estes sistemas são referentes aos ambientes interiores de trabalho dehotéis. Escolheu-se lâmpadas e luminárias adequadas a cada ambiente, utilizando umaopção fluorescente e outra em LED, ambas tubulares, considerado a adequação das mesmasà norma NBR ISO/CIE 8995-1:2013.

Posteriormente, os ambientes foram modelados e simulados através do softwareDIALux R○. A partir dos relatórios de simulação, realizou-se a análise dos dados, averiguandoa concordância com os critérios normativos e a comparação da eficiência dos sistemas emcada ambiente. Os passos adotados na metodologia são descritos nesta seção.

3.2 Cálculo Luminotécnico

O projeto luminotécnico pode ser realizado de maneira manual ou através desoftwares específicos, como o DIALux R○. Um dos critérios do projeto de iluminação,visa atender o valor mínimo de iluminância mantida. Segundo Creder (2007), existemtrês métodos para realizar o cálculo luminotécnico manualmente: o método dos lúmens,cavidades zonais e ponto por ponto. Cada método é dependente de determinadas variáveisrelativas ao ambiente e das características do sistema de iluminação utilizado.

3.2.1 Método dos Lúmens

Este método calcula o número de luminárias necessário para atingir determinadovalor de iluminância. Creder (2007) descreve uma série de passos para a execução destametodologia. O primeiro, determina-se o nível de iluminamento (𝐸), consultando o valornormativo da iluminância mantida (𝐸𝑚) para determinado ambiente, tarefa ou atividade.Na etapa seguinte, determina-se o conjunto de luminárias a e as lâmpadas a serem utilizadas.Então, calcula-se o índice do local (𝑘) para a iluminação direta,

𝑘 = 𝑐.𝑙

ℎ𝑚.(𝑐 + 𝑙) , (3.1)

onde este índice relaciona o produto entre o comprimento (𝑐) e a largura (𝑙) do ambiente,com a razão entre o produto de ℎ𝑚 (o pé-direito útil, ou seja, a altura entre o plano detrabalho a luminária) e a somatória do comprimento e da largura. Caso a iluminação sejaindireta, considera-se a altura ℎ′

𝑚 (a distância entre o plano de trabalho e o teto),

Capítulo 3. Metodologia 40

𝑘 = 3.𝑐.𝑙

2.ℎ′𝑚.(𝑐 + 𝑙) . (3.2)

Após estes passos, Creder (2007) determina o coeficiente de utilização (𝑢). Estecoeficiente apresenta a relação entre o fluxo total proveniente da luminária e o fluxo queé recebido pelo plano de trabalho. Ele é dependente das variáveis do ambiente, comosuas dimensões, características da luminária e cores de teto, parede e piso, pois estasapresentam diferentes refletâncias de acordo com a sua cor.

Posteriormente, determina-se o fator de depreciação (𝑑), também chamado de fatorde manutenção. As fluxo luminoso apresenta uma diminuição durante o uso da iluminação,um exemplo comum deste fato é a deposição de poeira no sistema de iluminação. SegundoCreder (2007), este fator é dependente do tipo de ambiente e representa o fluxo obtidono final de um ciclo de manutenção, assim, ele será maior conforme a frequência demanutenção.

Tabela 1 – Fator de depreciação (Creder, 2007)

Tipo de Ambiente Período de Manutenção2500 h 5000 h 7500 h

Limpo 0,95 0,91 0,88Normal 0,91 0,85 0,80

Sujo 0,80 0,66 0,57

Assim, a partir destas variáveis, pode-se determinar o fluxo total (𝜑) necessário,onde 𝑆 representa a área do ambiente em metros quadrados,

𝜑 = 𝑆.𝐸

𝑢.𝑑[𝑙𝑚]. (3.3)

Portanto, o número de luminárias (𝑛) é determinado pela razão entre o fluxo total(𝜑) e o fluxo proveniente da luminária (𝜙),

𝑛 = 𝜑

𝜙. (3.4)

A distribuição das luminárias deve ocorrer de forma uniforme. A prática adotadasugere que distância entre as luminárias seja o dobro da distância entre a parede e aluminária.

3.2.2 Método das Cavidades Zonais

Esta metodologia é baseada na transferência de fluxo, sendo utilizada em ambientesque exige-se um padrão técnico elevado. A teoria da transferência de fluxo considera que

Capítulo 3. Metodologia 41

uma determinada superfície pode emitir ou refletir um fluxo de maneira difusa. Assim,uma parcela deste fluxo é recebida por outra superfície, sendo denominada fator de forma.Os ambientes são formados por superfícies que refletem o fluxo, como parede, teto e chão,estas são chamadas de cavidades zonais, Figura 14, (Creder, 2007).

Figura 14 – Cavidades zonais (Osram, 2008).

Creder (2007) cita que a partir desta metodologia as aproximações resultantes doscálculos é reduzida. Este fato se deve a determinação do coeficiente de utilização paracada cavidade, ou seja, a cavidade do teto (𝐶𝑇 ), recinto (𝐶𝑅) e chão (𝐶𝐶). Sendo estasrelacionadas com suas respectivas alturas, referentes ao teto (ℎ𝑇 ), recinto (ℎ𝑅) e chão (ℎ𝐶).A razão da cavidade é semelhante ao índice de local, utilizado no método dos lúmens.Obtém-se respectivamente a razão da cavidade do recinto (𝑅𝐶𝑅), teto (𝑅𝐶𝑇 ) e chão(𝑅𝐶𝐶),

𝑅𝐶𝑅 = 5.ℎ𝑅.(𝑐 + 𝑙)𝑐.𝑙

, (3.5)

𝑅𝐶𝑇 = 5.ℎ𝑇 .(𝑐 + 𝑙)𝑐.𝑙

, (3.6)

𝑅𝐶𝐶 = 5.ℎ𝐶 .(𝑐 + 𝑙)𝑐.𝑙

. (3.7)

Capítulo 3. Metodologia 42

A partir da Equação 3.3, considerando a iluminância inicial (atribuindo o coeficientede manutenção igual a 1) e também os fatores de perdas da luz (𝐹𝑃𝐿), obtém-se ailuminância mantida,

𝐸 = 𝜑.𝑢.𝐹𝑃𝐿

𝑆[𝑙𝑥]. (3.8)

Creder (2007) descreve o 𝐹𝑃𝐿 como resultado da influência de diversas variáveis,

𝐹𝑃𝐿 = 𝑇𝐴.𝑉 𝑆.𝐹𝑅.𝐹𝑆𝐿.𝐹𝐷𝑆.𝐹𝑄𝐿.𝐹𝐷𝐿.𝐹𝐷𝐿𝑆 , (3.9)

onde:

∙ 𝑇𝐴 (temperatura ambiente): influência da temperatura ambiente no fluxo lumi-noso proveniente das luminárias;

∙ 𝑉 𝑆 (tensão de serviço): a tensão aplicada ao sistema de iluminação, que deveestar em concordância com o valor exigido por tal sistema, podendo resultar nadiminuição do fluxo luminoso caso não atenda tal requisito;

∙ 𝐹𝑅 (fator do reator): esta variável determina o fluxo de saída da lâmpada;

∙ 𝐹𝑆𝐿 (fator de depreciação da superfície da luminária): este fator está relacionadocom a depreciação das características originais das superfícies da luminária,reduzindo o fluxo luminoso;

∙ 𝐹𝐷𝑆 (fator de depreciação devido à sujeira): variável vinculada a deposição desujeira, causando uma diminuição no fluxo refletido;

∙ 𝐹𝑄𝐿 (fator devido a queima de lâmpadas): a relação estabelecida entre as lâmpa-das queimadas e em funcionamento, dentre um determinado ciclo de manutenção;

∙ 𝐹𝐷𝐿 (fator de depreciação dos lúmens da lâmpada): fator que relaciona odecaimento do fluxo inicial;

∙ 𝐹𝐷𝑆𝐿 (fator de depreciação devido à sujeira da luminária): redução do fluxocausado pelo acúmulo de sujeira.

Portanto, após obter o 𝐹𝑃𝐿 e consultando as tabelas dos fabricantes para determi-nar o coeficiente de utilização (𝑢), pode-se calcular o número de luminárias necessáriaspara atingir o valor normativo de iluminância mantida. Relacionando a Equação 3.4 coma Equação 3.8, onde 𝜑 representa o fluxo por luminária, o número de luminárias é

𝑛 = 𝐸.𝑆

𝜑.𝑢.𝐹𝑃𝐿. (3.10)

Capítulo 3. Metodologia 43

3.2.3 Método ponto por ponto

Creder (2007) define que este método baseia-se no fluxo médio incidente em umadeterminado ponto de uma superfície. Se o plano for perpendicular à fonte de luz, ailuminância é definida pela Equação 1.2, caso contrário (Figura 15), ela é definida pelaequação:

𝐸 = 𝐼(𝜃).𝑐𝑜𝑠3(𝜃)ℎ2 [𝑙𝑥]. (3.11)

Figura 15 – Cálculo da iluminância em um ponto não-perpendicular (Osram, 2008).

O ângulo 𝜃 é formado entre a normal referente à fonte de luz e a distância (𝑑)desta em relação ao ponto onde se deseja calcular a iluminância. A função 𝐼(𝜃), refere-se àintensidade luminosa definida pela 𝐶𝐷𝐿 (Figura 8), neste ângulo. Havendo a influência demais de uma fonte de luz, a iluminância total é a somatória das iluminâncias provenientesde cada fonte individualmente.

3.2.4 Método utilizado pelo DIALux R○

As metodologias manuais para a realização do cálculo luminotécnico apresentamuma visão superficial e generalista do projeto, assim, resultando em imprecisões. Alémdisso, a determinação da influência de diversas luminárias em uma determinada referência,representa uma grande demanda de cálculos. Os erros e dificuldades provenientes damatemática envolvida no projeto luminotécnico são minimizados ao utilizar um softwareespecífico para tal fim.

Segundo a DIAL R○, empresa produtora do DIALux R○, o software calcula a in-fluência da luz emitida entre as luminárias, como também a luz refletida pelas superfíciesiluminadas. Ele utiliza um método denominado radiosity method, que consiste no princípioda conservação da energia, assumindo que a luz total projetada em uma superfície temuma parcela que é absorvida. A outra parcela, a qual não foi absorvia, é refletida, assim,totalizando a luz incidente na superfície.

Capítulo 3. Metodologia 44

Neste método, uma equação é modelada para cada superfície. Ela define que aluz emitida por uma superfície é resultante da luz absorvida de outras superfícies e daemissão da sua própria luminância, caso ocorra. Assim, obtém-se uma gama de equaçõesque definem o brilho proveniente de cada superfície (DIAL, 2014).

Após o usuário realizar a modelagem do ambiente, incluindo objetos, texturas e osistema de iluminação, o software fragmenta o ambiente em pequenos pedaços (Figura 16),de acordo com a equação abaixo, onde 𝑑 representa a maior dimensão da superfície e 𝑝 otamanho máximo da célula:

𝑝 = 0, 2.5𝑙𝑜𝑔10 𝑑 . (3.12)

Figura 16 – Divisões das superfícies de um ambiente (DIAL, 2014).

A Figura 16 apresenta variações nas divisões das superfícies, principalmente emregiões próximas as fontes de luz ou onde a luz é incidente. O programa é responsávelpor decidir entre uma maior ou menor resolução dos fragmentos, dependendo dos fatorespresentes no ambiente. Szirmay-Kalos e Márton (1995) descrevem que a metodologiasupõe que, tratando-se de pequenos fragmentos, a distribuição da luminosidade sobre osmesmos pode ser considerada constante, ou seja, a densidade de luz é homogênea em todaa célula. Várias considerações e variáveis são adotadas por esta metodologia. Além disso, acompatibilização com o software apresenta um complexo conjunto de equações e definiçõesmatemáticas, estas presentes na obra "Radiosity and Realistic Image Synthesis" de Cohene Wallace.

Capítulo 3. Metodologia 45

Portanto, verifica-se que a metodologia utilizada pelo DIALux R○ apresenta maioracurácia, se comparado a qualquer outra metodologia de cálculo manual, assim, estesoftware foi adotado para o desenvolvimento do trabalho. Além da grande exatidão docálculo, ele utiliza uma modelagem de sistemas de iluminação reais, possibilitando consultaro catálogo do fabricante de lâmpadas e luminárias, e efetuar o download do modelo aser utilizado no projeto. Ele também apresenta ferramentas que foram utilizadas paradeterminar a adequação do projeto com a NBR ISO/CIE 8995-1:2013 e também a eficiênciados sistemas de iluminação.

3.3 Considerações de parâmetros de simulação

As possíveis entradas de dados utilizadas para a realização da simulação são:

∙ Ambiente:

– Dimensões do ambiente, incluindo a altura do pé-direito;

– Grau de refletância das superfícies, referentes ao teto, parede e chão;

– Fator de manutenção, ou seja, se o ambiente é considerado limpo, médioou sujo, seguindo a recomendação de que o projeto não deve apresentar umfator menor que 0,7;

– Os ambientes não apresentam obstruções externas que impeçam a passagemde luz natural para o interior.

∙ Sistema de iluminação:

– Modelo da luminária adotada;

– Fluxo luminoso proveniente da lâmpada;

– Potência total de cada luminária, ou seja, a potência consumida pela lâmpadae reator;

– Fator de correção do reator igual a 1, pois considera-se a potência fornecidapelos fabricantes dos reatores do conjunto lâmpada e luminária.

∙ Localização:

– Direção angular do ambiente em relação ao norte. O software define que aangulação em relação ao norte é positiva no sentido horário;

– Localização geográfica do ambiente. Foi considerada a simulação na cidade deLondrina, PR. Coordenadas: 23𝑜17’34"de latitude Sul e 51𝑜10’24"de longitudeOeste.

Capítulo 3. Metodologia 46

∙ Superfícies para cálculo:

– Para o cálculo da iluminância mantida, foi considerado a altura de 0,8 mpara a área de trabalho. Outro fator é o entorno imediato, considerado0,5m entorno da área de trabalho. O entorno imediato também não deveriapossuir uma diferença maior que 200 lux em relação a área de trabalho;

– Para o cálculo do UGR, foi considerado a altura da visão do observador,sendo que, para as áreas onde as atividades ou tarefas são realizadas empé, foi adotado uma altura de 1,60m. Já para o observador sentado, 1,20m.Além disso, outro fator levado em conta foi a direção de observação durantea realização da atividade ou tarefa.

3.4 Ambientes e sistema de iluminação

Os ambientes adotados para a realização do estudo são comumente encontradosem hotéis. Neles são realizadas tarefas ou atividades que necessitam de maior ou menorprecisão e acurácia. Por este motivo, a norma designa diferentes valores mínimos deiluminância, UGR e 𝐼𝑅𝐶 (𝑅𝑎), de acordo com o tipo de ambiente, tarefa ou atividade.Os ambientes foram avaliados separadamente, a partir do modelo 3D no DIALux R○

próximo do uso final, com o mobiliário, cores e texturas já aplicados. A partir destesmodelos e da finalidade do ambiente, foram escolhidos os sistemas de iluminação utilizandouma alternativa fluorescente e uma LED, onde ambas são tubulares e utilizam a mesmaluminária. Posteriormente a iluminação foi disposta e simulada.

3.4.1 Hall

O Hall é normalmente composto por: saguão de entrada, área destinada à esperapelo atendimento (sala de espera) e recepção. A Figura 17 apresenta a planta do ambientee a orientação em relação ao norte, já a Figura 18 o modelo 3D. Os valores normativos sãodescritos pela Tabela 2.

Tabela 2 – Valores normativos para o Hall (ABNT, 2013).

Tipo de ambiente,tarefa ou atividade 𝐸𝑚 (lux) UGR𝐿 R𝑎 Observações

Saguão de entrada 100 22 60 -Sala de espera 200 22 80 -

Recepção 300 22 80 -

Capítulo 3. Metodologia 47

Figura 17 – Modelo 2D do hall (Próprio Autor).

Figura 18 – Modelo 3D do hall (Próprio Autor).

Capítulo 3. Metodologia 48

Características do ambiente referente as variáveis utilizadas na simulação:

∙ Ambiente:

– O Hall apresenta um pé-direto de 3 metros;

– O ambiente possui uma área de 125,3 m2;

– As refletâncias de teto, parede e chão são respectivamente: 70%, 68% e 68%;

– Fator de manutenção de 0,80. Considerando um ambiente do tipo normal eciclo de manutenção de 7500h.

∙ Superfícies para o cálculo:

– A Figura 17 e Figura 18 apresenta, em roxo, o plano e a direção da visão doobservador para o cálculo do UGR. O plano para o cálculo da iluminância émostrado em verde.

∙ Localização:

– O ângulo formado em relação ao norte é de 0𝑜;

∙ Sistema de iluminação:

– O luminária utilizada no hall foi CAA20-E416 da Lumicenter. A lumináriaé de embutir, sendo possível realizar isto no gesso. Ela comporta quatrolâmpadas T8. Possui dimensões de 617 mm de largura e de comprimento,com 72 mm de altura. A luminária é indicada pela fabricante para locaisonde o controle de ofuscamento é rigoroso. O produto possui corpo emchapa de aço fosfatizado, além de aletas e refletores parabólicos em alumínioanodizado com 99,85% de pureza. A Figura 19 apresenta o modelo e suarespectiva curva de distribuição luminosa (CDL) (Lumicenter, 2014).

Figura 19 – Luminária modelo CAA20-E416 e sua CDL (Lumicenter, 2014).

Capítulo 3. Metodologia 49

– O valor mínimo do índice de reprodução de cor exigido por parte desteambiente é 60, para o saguão de entrada. Como o sistema será utilizadoem todo o hall, as outras partes constituintes do ambiente elevam estemínimo a 80, assim, as lâmpadas utilizadas devem adequar-se a este valor.O modelo de lâmpada fluorescente adotado foi Lumilux XXT T8 18W/840da marca Osram, Figura 20. O fabricante informa que o IRC (𝑅𝑎) é superiora 80, assim, atendendo a norma. Além deste fator, o diferencial do modeloescolhido foi a vida média, que é de 90000 h. Este fator é relevante, pois o hallapresenta um fluxo de pessoas em grande parte do dia, assim, dificultando amanutenção. A potência nominal é de 18 W e seu fluxo luminoso nominalé de 1350 lm, assim, apresentando uma eficiência luminosa de 78 lm/W.A manutenção deste fluxo em 20000 h é de 87%. Sua temperatura de coré de 4000 K. A lâmpada não é dimerizável e o soquete é do tipo G13. Oproduto apresenta dimensões de 590 mm de comprimento e diâmetro de 26mm (Osram, 2014);

Figura 20 – Lâmpada fluorescente modelo Lumilux XXT T8 18W/840 (Osram, 2014).

– Para o sistema de iluminação fluorescente foi adotado o reator QTi 2X18/220-240 DIM (Figura 21) da Osram. Sua principal característica é a manutençãodo fluxo luminoso original da lâmpada escolhida, assim, continuando com1350 lm. O modelo possibilita a dimerização das lâmpadas. A potência total,constituída pela potência nominal e pela perda de potência é de 37 W. Atensão nominal é de 220-240 V, tensão DC de 154-276 V, corrente nominalde 0,16 A e pode operar nas frequências de 50/60 Hz (Osram, 2014);

Capítulo 3. Metodologia 50

Figura 21 – Reator modelo QTi 2X18/220-240 DIM (Osram, 2014).

– A opção de lâmpada LED adotada foi o modelo MASTER LEDtube STD600mm 10W840 T8 I da Philips, Figura 22. Este modelo possui uma potênciade 10 W, fator de potência de 0,9 e tensão nominal de 220-240 V, sendo quenão é possível dimerizá-la. A lâmpada apresenta uma temperatura de corde 4000 K e fluxo luminoso de 2100 lm. O índice de reprodução de cor (𝑅𝑎)informado pelo fabricante é de 83, assim, atendendo o valor normativo paraeste ambiente. A lâmpada possui dimensões de 602,5 mm de comprimento e25,68 mm de diâmetro, possuindo um soquete G13. Sua vida útil é de 40000h. (Philips, 2014);

Figura 22 – MASTER LEDtube STD 600mm 10W840 T8 I (Philips, 2014).

3.4.2 Escritório

O escritório é utilizado para leitura, acesso ao computador e pequenas reuniões. AFigura 23 representa a planta do modelo de escritório e a Figura 24 seu modelo 3D. Osparâmetros normativos exigidos para o ambiente constam na Tabela 3.

Tabela 3 – Valores normativos para o escritório (NBR, 2013).

Tipo de ambiente,tarefa ou atividade

𝐸𝑚 (lux) UGR𝐿 R𝑎 Observações

Escrever, teclar, ler,processar dados

500 19 80 -

Capítulo 3. Metodologia 51

Figura 23 – Modelo 2D do escritório (Próprio Autor).

Figura 24 – Modelo 3D do escritório (Próprio Autor).

Capítulo 3. Metodologia 52

Características do ambiente referente as variáveis utilizadas na simulação:

∙ Ambiente:

– O Escritório apresenta um pé-direto de 2,8 metros;

– O ambiente possui uma área de 65,77 m2;

– As refletâncias de teto, parede e chão são respectivamente: 70%, 68% e 68%;

– Fator de manutenção de 0,80. Considerando um ambiente do tipo normal eciclo de manutenção de 7500h.

∙ Superfícies para o cálculo:

– A Figura 23 e Figura 24 apresenta, em roxo, o plano e a direção da visão doobservador para o cálculo do UGR. O plano para o cálculo da iluminância émostrado em verde.

∙ Localização:

– O ângulo formado em relação ao norte é de 0𝑜;

∙ Sistema de iluminação:

– O modelo de luminária adotado é CAA12-E232 do fabricante Lumicenter. Elaé uma luminária de embutir e comporta duas lâmpadas T8. Possui dimensõesde 244 mm de largura, 75 mm de altura e 1243 mm de comprimento. Estaluminária é indicada pela Lumicenter para locais onde necessita-se maiorcontrole de ofuscamento, pois a possui um grande número de aletas. Ovalor normativo de 𝑈𝐺𝑅𝐿 é de 19, ou seja, um valor limite de ofuscamentobaixo. O produto apresenta corpo em chapa de aço fosfatizado, aletas erefletores parabólicos em alumínio anodizado com 99,85% de pureza. AFigura 25 apresenta o modelo utilizado e sua curva de distribuição luminosa(Lumicenter, 2014);

Figura 25 – Luminária modelo CAA12-E232 e sua CDL(Lumicenter, 2014).

Capítulo 3. Metodologia 53

– A lâmpada deve atender ao valor normativo mínimo de 𝑅𝑎 de 80. Portanto,a lâmpada fluorescente adotada é da marca Philips, modelo TL-D 36W/8401SL, Figura 26. O fabricante informa que o IRC (𝑅𝑎) é de 82, assim, atendea norma. Este modelo apresenta uma potência nominal de 36 W e umaeficiência luminosa de 90 lm/W. A vida média é de 15000 h. O fluxoluminoso nominal é de 3250 lm, sendo que a manutenção do fluxo em 5000h é de 94%. Ela apresenta uma temperatura de cor de 4000 K e o seusoquete é do tipo G13. Seu diâmetro é de 28 mm e o comprimento de 1200mm (aproximadamente), assim, sendo compatível com a luminária adotada(Philips, 2014);

Figura 26 – Lâmpada fluorescente modelo TL-D 36W/840 1SL (Philips, 2014).

– Para o acionamento da lâmpada fluorescente foi escolhido o reator HF-R236 TL-D EII 220-240V 50/60Hz (Figura 27), também da Philips. O modeloapresenta o mesmo fluxo luminoso para a lâmpada escolhida, ou seja, 3250lm. Ele apresenta a possibilidade de dimerizar as lâmpadas. A perda depotência do reator é de 7,3 W e seu fator de potência é de 0,98. O reatorapresenta tensão nominal de 220-240 V, tensão DC de 154-276 V e operanas frequências de 50/60 Hz (Philips, 2014);

Figura 27 – Reator modelo HF-R 236 TL-D EII 220-240V 50/60Hz (Philips, 2014).

– A opção de lâmpada LED adotada foi a SubstiTUBE Basic ST8-HB4 18W/840 da Osram, Figura 58. Este modelo é utilizado em retrofits e pode seraplicado diretamente, sem a necessidade de alterações no restante do sistemade iluminação. Ela possui uma potência de 18 W, fator de potência maior que0,9 e fluxo luminoso de 1900 lm. Sua tensão nominal é de 220-240 V, sendoque não é possível dimerizá-la. A lâmpada apresenta uma temperatura de

Capítulo 3. Metodologia 54

cor de 4000 K e seu 𝑅𝑎 é superior a 80, assim, atendendo o valor normativoem relação ao índice de reprodução de cor. Este modelo possui dimensõesde 1212 mm de comprimento e 27,8 mm de diâmetro, possuindo um soqueteG13. Sua vida útil é de 40000 h (Osram, 2014);

Figura 28 – Lâmpada LED SubstiTUBE Basic ST8-HB4 18 W/840(Osram, 2014).

3.4.3 Sala de reunião/conferência

A sala de reunião/conferência tem como função sediar reuniões privadas, que utili-zam materiais multimídia e portanto, contando com sistema de dimerização da iluminação.A Figura 29 representa a planta do ambiente e a Figura 30 seu modelo 3D. Os parâmetrosnormativos exigidos para o ambiente constam na Tabela 4.

Tabela 4 – Valores normativos para a sala de reunião/conferência (NBR, 2013).

Tipo de ambiente,tarefa ou atividade

𝐸𝑚 (lux) UGR𝐿 R𝑎 Observações

Sala de conferência 500 19 80É recomendado a

possibilidade de controle deiluminação

Capítulo 3. Metodologia 55

Figura 29 – Modelo 2D da sala de reunião/conferência (Próprio Autor).

Figura 30 – Modelo 3D da sala de reunião/conferência (Próprio Autor).

Características do ambiente referente as variáveis utilizadas na simulação:

Capítulo 3. Metodologia 56

∙ Ambiente:

– O Sala de reunião/conferência apresenta um pé-direto de 2,8 metros;

– O ambiente possui uma área de 31,48 m2;

– As refletâncias de teto, parede e chão são respectivamente: 70%, 77% e 18%;

– Fator de manutenção de 0,88. Considerando um ambiente do tipo limpo eciclo de manutenção de 7500h.

∙ Superfícies para o cálculo:

– A Figura 29 e Figura 30 apresenta, em roxo, o plano e a direção da visão doobservador para o cálculo do UGR. O plano para o cálculo da iluminância émostrado em verde.

∙ Localização:

– O ângulo formado em relação ao norte é de 0𝑜;

∙ Sistema de iluminação:

– O modelo de luminária adotado é CAA20-E232 do fabricante Lumicenter. Elaé uma luminária de embutir e comporta duas lâmpadas T8. Possuir dimensõesde 307 mm de largura, 72 mm de altura e 1243 mm de comprimento. O valornormativo de 𝑈𝐺𝑅𝐿 é de 19, ou seja, um valor limite de ofuscamento baixo.O produto apresenta corpo em chapa de aço fosfatizado, aletas e refletoresparabólicos em alumínio anodizado com 99,85% de pureza. A Figura 31apresenta o modelo referente e sua curva de distribuição luminosa (CDL)(Lumicenter, 2014);

Figura 31 – Luminária modelo CAA20-E232 e sua CDL(Lumicenter, 2014).

Capítulo 3. Metodologia 57

– A lâmpada fluorescente utilizada é da marca Osram, modelo Lumilux T836W/840, Figura 32. O fabricante informa que o IRC (𝑅𝑎) é superior a80, assim, atende a norma. Este modelo apresenta uma potência nominalde 36 W e uma eficiência luminosa de 93 lm/W. A vida média é de 20000h. O fluxo luminoso nominal é de 3350 lm, sendo que a manutenção dofluxo em 8000 h é de 90%. Ela apresenta uma temperatura de cor de 4000K. Este produto é possível de dimerização, assim, atendendo à observaçãonormativa quanto a possibilidade de controle de iluminação. O soquete é dotipo G13. Seu diâmetro é de 26 mm e o comprimento de 1200 mm, assim,sendo compatível com a luminária adotada (Osram, 2014);

Figura 32 – Lâmpada fluorescente modelo Lumilux T8 36W/840 (Osram, 2014).

– Para o acionamento da lâmpada fluorescente foi escolhido o reator QTi2X36/220-240 DIM (Figura 33), também da Osram. O modelo apresentao mesmo fluxo luminoso para a lâmpada escolhida, ou seja, 3350 lm. Eleapresenta a possibilidade de dimerizar as lâmpadas. A soma da potêncianominal e da perda de potência é de 74W. O reator apresenta tensão nominalde 220-240 V, tensão DC de 154-276 V, corrente nominal de 0,31 A e operanas frequências de 50/60 Hz (Osram, 2014);

Capítulo 3. Metodologia 58

Figura 33 – Reator modelo QTi 2X36/220-240 DIM (Osram, 2014).

– A lâmpada LED adotada foi Arquitube T8 HO 1200, Figura 52, da fabricanteArquiled. Sua principal característica é a possibilidade de dimerização, assim,atendendo a observação prevista em norma. Este produto é um dos poucosexistentes no mercado voltado para retrofits que possibilita a dimerização.Ela possui uma potência de 18 W e fluxo luminoso de 1800 lm. A tensão deentrada é de 195-260 Vac. A lâmpada apresenta uma temperatura de corde 4000 K e seu 𝑅𝑎 é de 85, assim, atendendo a norma. A lâmpada possuicomprimento de de 1198 mm e 33 mm de diâmetro, possuindo um soqueteG13. Sua vida útil é de 45000 h (Arquitube, 2014).

Figura 34 – Lâmpada LED Arquitube T8 HO 1200 (Arquiled, 2014).

3.4.4 Auditório

O auditório tem como finalidade a apresentação de trabalhos e palestras de congres-sos ou conferências. A Figura 35 representa a planta do modelo de auditório e a Figura 36

Capítulo 3. Metodologia 59

seu modelo 3D. Os valores normativos exigidos para o ambiente constam na Tabela 5.

Tabela 5 – Valores normativos para o auditório (NBR, 2013).

Tipo de ambiente,tarefa ou atividade

𝐸𝑚 (lux) UGR𝐿 R𝑎 Observações

Salas com multiuso 300 22 80 -

Figura 35 – Modelo 2D do auditório (Próprio Autor).

Figura 36 – Modelo 3D do auditório (Próprio Autor).

Capítulo 3. Metodologia 60

Características do ambiente referente as variáveis utilizadas na simulação:

∙ Ambiente:

– O auditório possui pé-direto de 3,5 metros;

– O ambiente possui uma área de 135,93 m2;

– As refletâncias de teto e parede são respectivamente: 70% e 77%;

– A refletância do chão, onde estão dispostas as cadeiras para os ouvintes, éde 20%. Já a refletância referente ao tablado é de 61%.

– Fator de manutenção de 0,80. Considerando um ambiente do tipo normal eciclo de manutenção de 7500h.

∙ Superfícies para o cálculo:

– A Figura 35 e Figura 36 apresenta, em roxo, o plano e a direção da visão doobservador para o cálculo do UGR. O plano para o cálculo da iluminância émostrado em verde.

∙ Localização:

– O ângulo formado em relação ao norte é de 0𝑜;

∙ Sistema de iluminação:

– A luminária adotada para o auditório foi a CAA06-S232, também da Lumi-center. O modelo é de sobrepor, assim, facilitando a manutenção do sistema,já que o pé-direito tem 3,5m. Ela pode ser composta por duas lâmpadasT8. Possui dimensões de 653 mm de largura e comprimento, com 75 mm dealtura. O controle de ofuscamento para o ambiente não é rigoroso, pois o𝑈𝐺𝑅𝐿 é 22, assim, não necessitando um grande número de aletas de prote-ção. A luminária apresenta corpo constituído por chapa de aço fosfatizado.As refletores parabólicos são de alumínio anodizado com 99,85% de purezae as aletas são constituídas de alumínio frisado. A Figura 37 apresenta omodelo e sua respectiva curva de distribuição luminosa (CDL) (Lumicenter,2014);

Capítulo 3. Metodologia 61

Figura 37 – Luminária modelo CAA06-S232 e sua CDL (Lumicenter, 2014).

– O modelo de lâmpada fluorescente adotado foi Lumilux XXT T8 36W/840da marca Osram, Figura 38. Os modelos desta família apresentam umavida média de 90000 h, esta característica é importante, visto a altura dopé-direto, que dificulta a manutenção. A Osram informa que o 𝑅𝑎 é maiordo que 80, assim, atendendo ao valor normativo. A lâmpada apresenta umapotência nominal de 36 W e fluxo luminoso de 3300 lm, assim, obtendo umaeficiência luminosa de 92 lm/W. A manutenção deste fluxo em 20000 h é de87%. A sua temperatura de cor é de 4000 K. A lâmpada não é dimerizável eo soquete é do tipo G13. O produto apresenta dimensões de 1200 mm decomprimento e diâmetro de 26 mm (Osram, 2014);

Figura 38 – Lâmpada fluorescente modelo Lumilux XXT T8 36W/840 (Osram, 2014).

– Para o sistema de iluminação fluorescente foi adotado o reator QTi DALI2X36 DIM,(Figura 39), da fabricante Osram. A principal característica destafamília de reatores é a manutenção do fluxo luminoso original da lâmpadaescolhida, assim, mantendo o fluxo das lâmpadas em 3300 lm. O reatorpossibilita a dimerização das lâmpadas. A potência total, constituída pela

Capítulo 3. Metodologia 62

potência nominal e pela perda de potência é de 69 W. A tensão nominal éde 220-240 V, tensão DC de 154-276 V, corrente nominal de 0,31 A e podeoperar nas frequências de 50/60 Hz (Osram, 2014);

Figura 39 – Reator modelo QTi DALI 2X36 DIM (Osram, 2014).

– A opção de lâmpada LED adotada foi a SubstiTUBE Basic ST8-HB4 21W/840 da Osram, Figura 40. O modelo possui uma potência de 21 W, fatorde potência maior que 0,9 e fluxo luminoso de 2100 lm. A tensão nominal éde 220 V, não existindo a possibilidade de dimerizá-la. Ela apresenta umatemperatura de cor de 4000 K e seu 𝑅𝑎 é superior a 80, assim, atendendo ovalor normativo. O modelo possui dimensões de 1212,8 mm de comprimentoe 27,5 mm de diâmetro, e, utiliza soquete G13. Sua vida útil é de 40000 h(Osram, 2014);

Figura 40 – Lâmpada LED SubstiTUBE Basic ST8-HB4 21 W/840 (Osram, 2014).

3.4.5 Cozinha

O cozinha é utilizada para a preparação das refeições servidas no hotel e coffeebreaks. A Figura 41 representa a planta do modelo de cozinha e a Figura 42 seu modelo

Capítulo 3. Metodologia 63

3D. Os valores normativos exigidos para o ambiente constam na Tabela 6.

Tabela 6 – Valores normativos para a cozinha (NBR, 2013).

Tipo de ambiente,tarefa ou atividade

𝐸𝑚 (lux) UGR𝐿 R𝑎 Observações

Cozinha 500 22 80 -

Figura 41 – Modelo 2D da cozinha (Próprio Autor).

Figura 42 – Modelo 3D da cozinha (Próprio Autor).

Capítulo 3. Metodologia 64

Características do ambiente referente as variáveis utilizadas na simulação:

∙ Ambiente:

– A cozinha apresenta um pé-direto de 2,8 metros;

– O ambiente possui uma área de 20,26 m2;

– As refletâncias de teto, parede e chão são respectivamente: 85%, 68% e 39%;

– Fator de manutenção de 0,80. Considerando um ambiente do tipo sujo eciclo de manutenção de 2500h.

∙ Superfícies para o cálculo:

– A Figura 41 e Figura 42 apresenta, em roxo, o plano e a direção da visão doobservador para o cálculo do UGR. O plano para o cálculo da iluminância émostrado em verde.

∙ Localização:

– O ângulo formado em relação ao norte é de 0𝑜;

∙ Sistema de iluminação:

– A luminária adotada para a cozinha foi o modelo CHT07-S232 da Lumicenter.Foi utilizada uma luminária é hermética pois o ambiente é agressivo aosistema de iluminação com relação as possíveis partículas provenientesdos preparos dos alimentos, como a gordura, por exemplo. A lumináriaé de sobrepor, assim, facilitando a sua manutenção, visto que o ciclo demanutenção é de 2500 horas para se garantir um fator de depreciação de 0,8.O modelo comporta duas lâmpadas T8 e possui dimensões de 1263 mm delargura, 250mm comprimento e 70 mm de altura. O produto possui corpoem chapa de aço fosfatizado, refletores facetados em alumínio anodizado com99,85% de pureza e o difusor é de vidro transparente. A Figura 43 apresentao modelo e sua curva de distribuição luminosa (CDL) (Lumicenter, 2014);

Capítulo 3. Metodologia 65

Figura 43 – Luminária modelo CHT07-S232 e sua CDL(Lumicenter, 2014).

– O ambiente apresenta um valor mínimo de índice de reprodução de corde 80, portanto as lâmpadas adotadas devem ser no mínimo iguais a estevalor. O modelo de lâmpada fluorescente adotado foi MASTER TL-D 90 DeLuxe 36W/965 1SL da Philips, Figura 44. O lâmpada atende ao requisitonormativo quanto ao IRC (𝑅𝑎), pois seu índice é igual a 93. Sua temperaturade cor é de 6500 K. A potência nominal é de 36 W e seu fluxo luminosonominal é de 2800 lm, assim, apresentando uma eficiência luminosa de 77,8lm/W. O fluxo luminoso em 20000 h é de 90%. A lâmpada apresenta umatensão de 103 V e corrente de 0,440 A em 25𝑜 C. Possui soquete do tipo G13.O produto apresenta dimensões de 1213.6 mm de comprimento e diâmetrode 28 mm (Philips, 2014);

Figura 44 – Lâmpada fluorescente modelo MASTER TL-D 90 De Luxe 36W/965 1SL(Philips, 2014).

– Para o sistema de iluminação fluorescente foi adotado o reator QTP82X36/230-240 (Figura 45) da Osram. . O modelo não possibilita a dimeriza-ção das lâmpadas. A potência total do sistema, constituída pela potêncianominal e pela perda de potência é de 71 W, apresentando fator de potênciade 0,96. A tensão de entrada é de 196-264 V, tensão nominal de 230-240 V,tensão DC de 154-276 V e corrente nominal de 0,31 A e pode operar nasfrequências de 50/60 Hz (Osram, 2014);

Capítulo 3. Metodologia 66

Figura 45 – Reator modelo QTP8 2X36/230-240 (Osram, 2014).

– A opção de lâmpada LED adotada foi o modelo MASTER TLED INT STD1200mm 19W865 T8 AP I da Philips, Figura 46. Este modelo possui umapotência de 19 W, fator de potência mínimo de 0,9 e tensão nominal de100-240 V, o modelo não possibilita a dimerização. Sua temperatura de cor éde 6500 K e fluxo luminoso de 1650 lm. O índice de reprodução de cor (𝑅𝑎)informado pelo fabricante é de 83, assim, atendendo o valor normativo paraeste ambiente. A lâmpada possui dimensões de 1212 mm de comprimento e28 mm de diâmetro, possuindo um soquete G13. Sua vida útil é de 40000 h(Philips, 2014);

Figura 46 – Lâmpada MASTER TLED INT STD 1200mm 19W865 T8 AP I (Philips,2014).

3.4.6 Lavanderia

A lavanderia é composta por duas atividades principais: lavar e passar. A Figura 47representa a planta do modelo de lavanderia e a Figura 48 seu modelo 3D. Os parâmetrosnormativos exigidos para o ambiente constam na Tabela 7.

Tabela 7 – Valores normativos para a lavanderia (NBR, 2013).

Tipo de ambiente, tarefa ouatividade

𝐸𝑚 (lux) UGR𝐿 R𝑎 Observações

Lavagem e limpeza a seco 300 25 80 -Passar roupas 300 25 80 -

Capítulo 3. Metodologia 67

Figura 47 – Modelo 2D da lavanderia (Próprio Autor).

Figura 48 – Modelo 3D da lavanderia (Próprio Autor).

Características do ambiente referente as variáveis utilizadas na simulação:

∙ Ambiente:

Capítulo 3. Metodologia 68

– A lavanderia apresenta um pé-direto de 2,8 metros;

– O ambiente possui uma área de 17,96 m2;

– As refletâncias de teto, parede e chão são respectivamente: 70%, 68% e 30%;

– Fator de manutenção de 0,80. Considerando um ambiente do tipo normal eciclo de manutenção de 7500h.

∙ Superfícies para o cálculo:

– A Figura 47 e Figura 48 apresenta, em roxo, o plano e a direção da visão doobservador para o cálculo do UGR. O plano para o cálculo da iluminância émostrado em verde.

∙ Localização:

– O ângulo formado em relação ao norte é de 0𝑜;

∙ Sistema de iluminação:

– A luminária adotada para o auditório foi a CAN18-S416, do fabricanteLumicenter. O modelo é de sobrepor, podendo ser composta por quatrolâmpadas T8. Como o índice de ofuscamento para o ambiente é alto (igual a25), ou seja, não rigoroso, o modelo adotado não apresenta aletas de proteção.A luminária possui dimensões de 653 mm de largura e comprimento, com 75mm de altura. Ela apresenta corpo constituído por chapa de aço fosfatizado eos refletores parabólicos são de alumínio anodizado com 99,85% de pureza. AFigura 49 apresenta o modelo utilizado e sua curva de distribuição luminosa(CDL) (Lumicenter, 2014);

Figura 49 – Luminária modelo CAN18-S416 e sua CDL (Lumicenter, 2014).

– O modelo de lâmpada fluorescente adotado foi Lumilux L 18 W/840 damarca Osram, Figura 50. O fabricante informa que o 𝑅𝑎 é maior do que 80,

Capítulo 3. Metodologia 69

portanto, atendendo ao valor normativo. A lâmpada apresenta uma potêncianominal de 18 W e fluxo luminoso de 1350 lm, assim, obtendo uma eficiêncialuminosa de 75 lm/W. A vida média é de 20000 h. A manutenção deste fluxoem 8000 h é de 90%. A sua temperatura de cor é de 4000 K. A lâmpadaapresenta a possibilidade de dimerizá-la e o seu soquete é do tipo G13. Oproduto apresenta dimensões de 590 mm de comprimento e diâmetro de 26mm (Osram, 2014);

Figura 50 – Lâmpada fluorescente modelo Lumilux L 18 W/840 (Osram, 2014).

– Para o sistema de iluminação fluorescente foi adotado dois reatores QTi2X18/220-240 DIM,(Figura 51), da fabricante Osram. A família de reatoresQTi apresenta manutenção do fluxo luminoso original da lâmpada escolhida,assim, mantendo o fluxo das lâmpadas em 1350 lm. O reator possibilitaa dimerização das lâmpadas. A potência total, constituída pela potêncianominal e pela perda de potência é de 35 W, para cada conjunto de duaslâmpadas de 18 W e um reator, assim, para a luminária a potência total é de70 W. A tensão nominal é de 220-240 V, tensão DC de 154-276 V, correntenominal de 0,17 A (cada reator) e pode operar nas frequências de 50/60 Hz(Osram, 2014);

Capítulo 3. Metodologia 70

Figura 51 – Reator modelo QTi 2X18/220-240 DIM (Osram, 2014).

– A lâmpada LED utilizada foi a MASTER TLED INT STD 600mm 10W840T8 AP I da Philips. Ela possui uma vida útil de 40000 h e um fluxo luminosode 825 lm, além disso, também apresenta um Ra de 83 e temperatura decor de 4000 K. O modelo apresenta uma potência de 10 W e seu fator depotência é de 0,9. A tensão de entrada é de 220-240 V e não é possívelrealizar a dimerização. Seu comprimento é de 602,5 mm e 28 mm de diâmetro,utilizando um soquete G13.

Figura 52 – Lâmpada MASTER TLED INT STD 600mm 10W840 T8 AP I (Philips,2014).

3.4.7 Restaurante/bar

O restaurante/bar tem como finalidade servir bebidas e os pratos perados pelacozinha do hotel. A Figura 53 representa a planta do ambiente e a Figura 54 seu modelo3D. Os parâmetros normativos exigidos para o ambiente constam na Tabela 8.

Tabela 8 – Valores normativos para o restaurante/bar (NBR, 2013).

Tipo de ambiente,tarefa ou atividade

𝐸𝑚 (lux) UGR𝐿 R𝑎 Observações

Restaurante, sala dejantar, sala de eventos

200 22 80

É recomendado que oprojeto de iluminação

proporcione um ambienteíntimo

Capítulo 3. Metodologia 71

Figura 53 – Modelo 2D do restaurante/bar (Próprio Autor).

Figura 54 – Modelo 3D do restaurante/bar (Próprio Autor).

Características do ambiente referente as variáveis utilizadas na simulação:

∙ Ambiente:

– O Restaurante/Bar apresenta um pé-direto de 2,8 metros;

– O ambiente possui uma área de 90,04 m2;

– As refletâncias de teto, parede e chão são respectivamente: 86%, 68% e 32%;

– Fator de manutenção de 0,80. Considerando um ambiente do tipo normal eciclo de manutenção de 7500h.

∙ Superfícies para o cálculo:

– A Figura 53 e Figura 54 apresenta, em roxo, o plano e a direção da visão doobservador para o cálculo do UGR. O plano para o cálculo da iluminância émostrado em verde.

Capítulo 3. Metodologia 72

∙ Localização:

– O ângulo formado em relação ao norte é de 0𝑜;

∙ Sistema de iluminação:

– A luminária utilizada foi a CML03-E216 da Lumicenter, sendo esta deembutir e comportando duas lâmpadas T8. As suas dimensões são 617 mmde largura e comprimento, e, 110 mm de altura. Esta luminária apresentauma iluminação difusa, este, um fator importante para o ambiente, poisproporciona um clima agradável e receptivo em conjunto com a escolha datemperatura de cor da lâmpada. O produto apresenta corpo e refletor emchapa de aço fosfatizado, já o difusor é constituído por uma chapa de açoperfurada e poliéster leitoso. A Figura 55 apresenta o modelo utilizado e suacurva de distribuição luminosa (CDL) (Lumicenter, 2014);

Figura 55 – Luminária modelo CML03-E216 e sua CDL (Lumicenter, 2014).

– Atendendo a observação normativa, ou seja, proporcionar um ambiente maisíntimo, foi adotado uma lâmpada com uma cor mais quente. Portanto, alâmpada fluorescente utilizada foi TL-D 18W/830 1SL, da Philips, Figura 56.Ela apresenta uma temperatura de cor de 3000 K, sendo classificada como"branco quente". O IRC (𝑅𝑎) é de 83, assim, atendendo ao valor normativo.A vida útil é de 13000 h. Ela apresenta uma potência nominal de 18 We um fluxo luminoso de 1350 lm, assim, sua eficiência luminosa é de 75lm/W. A manutenção do fluxo em 5000 h é de 94%. O soquete é do tipoG13. Suas dimensões são de 28 mm de diâmetro e comprimento de 604 mm(aproximadamente), portanto, compatível com a luminária (Philips, 2014);

Capítulo 3. Metodologia 73

Figura 56 – Lâmpada fluorescente modelo TL-D 18W/830 1SL (Philips, 2014).

– O reator escolhido para o sistema fluorescente foi o HF-R 218 TL-D EII220-240V 50/60Hz (Figura 57), da fabricante Philips. Ele possibilita adimerização das lâmpadas. A perda de potência é de 7,8 W e seu fator depotência é de 0,97. O reator apresenta tensão nominal de 220-240 V, tensãoDC de 154-276 V e opera nas frequências de 50/60 Hz (Philips, 2014);

Figura 57 – Reator modelo HF-R 218 TL-D EII 220-240V 50/60Hz (Philips, 2014).

– A lâmpada LED adotada foi a SubstiTUBE Basic ST8-HB2-830 da Osram,Figura 58. Ela é recomendada para retrofits. Possui uma potência de 10 We fluxo luminoso de 900 lm. O fator de potência maior que 0,9 e sua tensãonominal é de 220-240 V. A lâmpada tem uma temperatura de cor de 3000K e seu 𝑅𝑎 é superior a 80, portanto, atende ao índice de reprodução decor. A lâmpada possui dimensões de 603,2 mm de comprimento e 28 mm dediâmetro, sendo constituída por soquetes G13. Ela apresenta vida útil de40000 h (Osram, 2014);

Figura 58 – Lâmpada LED SubstiTUBE Basic ST8-HB2-830 (Osram, 2014).

Capítulo 3. Metodologia 74

3.5 Coleta de dados e análise

Após realizar a montagem dos ambientes, foram dispostos os sistemas de ilumi-nação fluorescentes e LEDs, em cada ambiente, de acordo com as luminárias e lâmpadasadotadas na seção anterior. Além disso, todos os ambientes foram configurados seguindoos parâmetros descritos anteriormente, com relação à coordenada geográfica, posição emrelação ao Norte, fator de manutenção e altura do plano de trabalho. Posteriormente, osambientes foram simulados através do software DIALux R○.

A partir dos relatórios resultantes das simulações, avaliaram-se três aspectos:

∙ Iluminância mantida (𝐸𝑚);

∙ Índice de ofuscamento unificado (𝑈𝐺𝑅𝐿);

∙ Energy evaluation.

Os dois primeiros itens são referentes aos valores presentes na norma NBR ISO/CIE8995-1:2013. O último item, refere-se a energia consumida pelo sistema de iluminaçãoutilizado em cada ambiente. O consumo total é fornecido em kWh/ano, mas o relatóriodisponibiliza informações sobre o consumo mensal. Os resultados tem como base o funci-onamento do sistema de iluminação em 2250 h/ano. Caso o ambiente simulado possuajanelas, o software automaticamente calcula a influência da iluminação natural no ambi-ente, separando-o em zonas: Assessment Zone Daylight (área onde apresenta influênciada luz natural) e Assessment Zone Non-Daylight (área que contém somente a presençada luz artificial). Portanto, os resultados do consumo de energia pelos ambientes quepossuem janelas sofrerão variações entre os meses, pois a luz natural incidente é variável,dependendo do posicionamento geográfico e da inclinação da Terra em relação ao Sol.

A comparação e análise da eficiência entre os sistemas, fluorescente e LED, deum mesmo ambiente, foi realizado a partir da adequação mínima destes com os valoresnormativos de iluminância mantida e índice de ofuscamento unificado. Assim, o númerode luminárias e seus componentes ficaram limitados ao mínimo, ou seja, consumindo omínimo necessário de energia para atender a norma.

75

4 RESULTADOS E DISCUSSÃO

A partir da metodologia apresentada no capítulo anterior, os ambientes descritosforam simulados através do software DIALux R○. Para cada ambiente realizou-se, separada-mente, a análise dos sistemas fluorescente e LED, gerando como resultados os relatóriosreferentes à iluminância média, índice de ofuscamento unificado e energy evaluation. Pormeios destes relatórios foi averiguado, em cada ambiente, a adequação dos sistemas ànorma NBR ISO/CIE 8995-1:2013 e posteriormente, realizada a comparação do consumode energia ente os sistemas. A partir deste resultado, determinou-se qual sistema apresentao menor consumo.

4.1 Hall

Primeiramente, foi simulado o sistema de iluminação fluorescente, onde foramobtidos os relatórios referentes a iluminância média e UGR, respectivamente Figura 59 eFigura 60.

Figura 59 – Relatório sobre a iluminância do Hall para o sistema fluorescente (PróprioAutor).

A Figura 59 apresenta um conjunto de isolinhas que descrevem as diferentes faixasde iluminância do Hall. O valor médio obtido pela simulação foi de 340 lx, portanto superiorao normativo para a iluminância mantida, que é de 300 lx. Assim, o sistema encontra-se

Capítulo 4. Resultados e Discussão 76

adequado à norma neste quesito. Após isso, foi verificado o índice de ofuscamento dosistema, onde as áreas avaliadas estão indicadas na Figura 17 e Figura 18. O relatório deUGR apresentado pela Figura 60 é referente à região onde ocorre o ofuscamento máximo.

Figura 60 – Relatório sobre o máximo UGR obtido para o sistema fluorescente no Hall(Próprio Autor).

A Figura 60 apresenta um índice de ofuscamento máximo de 19. O valor normativolimite para este tipo de ambiente é de 22, assim, o sistema também se enquadra à normaneste parâmetro. Posteriormente, foi realizado as simulações referentes ao sistema deiluminação LED, obtendo-se os relatórios de iluminância média e UGR, respectivamenteFigura 61 e Figura 62.

Figura 61 – Relatório sobre a iluminância do Hall para o sistema LED (Próprio Autor).

A partir da Figura 61, observa-se que o sistema LED apresenta uma maior variação

Capítulo 4. Resultados e Discussão 77

nas faixas de iluminância, mas o valor médio obtido foi de 368 lx, portanto adequando-seà norma. A seguir, a Figura 62 apresenta o relatório da região que ocorre o máximoofuscamento.

Figura 62 – Relatório sobre o máximo UGR obtido para o sistema LED no Hall (PróprioAutor).

O relatório indica que o valor máximo de ofuscamento foi de 22. Portanto, estese iguala ao limite normativo, porém não o ultrapassa, assim, o sistema está adequadoà norma. Verificadas as compatibilidades dos sistemas fluorescente e LED com a norma,foram gerados os relatórios de energy evaluation. A Figura 63 demonstra claramente acomparação mensal entre os sistemas.

Figura 63 – Comparação mensal entre os consumos dos sistemas de iluminação para oHall (Próprio Autor).

Observa-se a partir da Figura 63 que pelo o ambiente possuir janelas e portas devidro, o consumo mensal é variável. Este fato é proveniente da influência da iluminação

Capítulo 4. Resultados e Discussão 78

natural no ambiente. O consumo total de energia em um ano é de 1518,48 kWh/ano parao sistema fluorescente. Já o sistema LED apresenta uma redução para 525,60 kWh/ano,ou seja, quase um terço menor. A demanda média mensal para o sistema fluorescente eLED, é respectivamente 126,57 kWh/mês e 43,81 kWh/mês. Portanto, conclui-se que parao Hall, o LED apresenta o menor consumo.

4.2 Escritório

Foi realizado inicialmente a simulação do sistema de iluminação fluorescente,obtendo a partir desta, os relatórios referentes a iluminância média e UGR, respectivamenteFigura 64 e Figura 65.

Figura 64 – Relatório sobre a iluminância do escritório para o sistema fluorescente (PróprioAutor).

A Figura 64 mostra a distribuição da iluminância proveniente do sistema fluorescentepelo escritório. O valor médio obtido a partir da simulação foi de 615 lx, assim, apresentandoum valor superior ao normativo para a iluminância mantida, que é de 500 lx. Portanto, osistema está adequado à norma neste quesito. Após isso, foi verificado a adequação dosistema com relação ao índice de ofuscamento, onde as áreas avaliadas estão indicadasna Figura 23 e Figura 24. O relatório de UGR apresentado pela Figura 65 é referente àregião onde ocorre o máximo de ofuscamento para o sistema simulado.

Capítulo 4. Resultados e Discussão 79

Figura 65 – Relatório sobre o máximo UGR obtido para o sistema fluorescente no escritório(Próprio Autor).

A Figura 65 apresenta um índice de ofuscamento máximo de 19. O valor limitepara este ambiente é de 19, assim, o sistema está adequado ao valor normativo. Realizadoa simulação do sistema fluorescente, prosseguiu-se com o sistema LED, obtendo-se osrelatórios de iluminância média e UGR, respectivamente Figura 66 e Figura 67.

Figura 66 – Relatório sobre a iluminância do escritório para o sistema LED (PróprioAutor).

A partir da Figura 66, observa-se uma melhor distribuição de iluminância no centrodo ambiente. O sistema LED apresenta iluminância média de 604 lx, portanto superior aonormativo que é 500lx, assim, adequando-se à norma. A Figura 67 apresenta o máximoofuscamento obtido para o sistema de iluminação LED.

Capítulo 4. Resultados e Discussão 80

Figura 67 – Relatório sobre o máximo UGR obtido para o sistema LED no escritório(Próprio Autor).

A Figura 67 apresenta que para o sistema LED, o valor máximo de ofuscamentoobtido foi de 19, assim, o sistema se enquadra à norma neste quesito também. Realizadasas verificações dos sistemas com os parâmetros normativos, gerou-se os relatórios de energyevaluation. A Figura 68 mostra a comparação mensal entre os sistemas.

Figura 68 – Comparação mensal entre os consumos dos sistemas de iluminação para oescritório (Próprio Autor).

Verificou-se a partir da 68 que o ambiente também é influenciado pela iluminaçãonatural. O relatório de energy evaluation apresenta que o consumo total de energia, parao sistema fluorescente, em um ano é de 1477,44 kWh/ano. O sistema LED apresentouum consumo de energia de 1153,44 kWh/ano. A demanda média mensal para o sistemafluorescente e LED, é respectivamente 123,15 kWh/mês e 96,15 kWh/mês. Portanto, houveuma redução no consumo em relação ao sistema fluorescente. Assim, conclui-se que paraos sistemas adotados para o escritório, o sistema LED apresenta o menor consumo.

Capítulo 4. Resultados e Discussão 81

4.3 Sala de reunião/conferência

O ambiente foi simulado, primeiramente, para o sistema de iluminação fluorescente,obtendo a partir desta, os relatórios referentes a iluminância média e UGR, respectivamenteFigura 69 e Figura 70.

Figura 69 – Relatório sobre a iluminância da sala de reunião/conferência para o sistemafluorescente (Próprio Autor).

A partir da Figura 69, verificou-se que a iluminância apresenta-se bem distribuídapelo ambiente. O valor médio obtido pela simulação foi de 619 lx, valor superior aonormativo que é de 500 lx. Assim, o sistema está adequado à norma. A seguir, verificou-seo índice de ofuscamento, onde as áreas avaliadas estão indicadas na Figura 29 e Figura 30.O relatório de UGR apresentado pela Figura 70 referente-se à região que possui o máximoofuscamento para o sistema simulado.

Figura 70 – Relatório sobre o máximo UGR obtido para o sistema fluorescente na sala dereunião/conferência (Próprio Autor).

Capítulo 4. Resultados e Discussão 82

A Figura 70 apresenta um índice de ofuscamento máximo de 17. O valor normativopara o ambiente é de 19, portanto o sistema se enquadra à norma. Finalizado o sistemafluorescente, foi realizada a simulação do sistema de iluminação LED, obtendo-se osrelatórios de iluminância média e UGR, respectivamente Figura 71 e Figura 72.

Figura 71 – Relatório sobre a iluminância da sala de reunião/conferência para o sistemaLED (Próprio Autor).

A Figura 71 demonstra uma distribuição uniforme da iluminância do sistema LED.A iluminância média obtida foi de 627 lx, assim, adequando-se à norma. A Figura 72apresenta o valor máximo de ofuscamento obtido para o sistema de iluminação LED.

Figura 72 – Relatório sobre o máximo UGR obtido para o sistema LED na sala de reu-nião/conferência (Próprio Autor).

Verificou-se através da Figura 72 que o sistema LED possui valor máximo deofuscamento igual a 15, portanto adequado à norma. Realizadas as verificações dos

Capítulo 4. Resultados e Discussão 83

sistemas quanto aos parâmetros normativos, gerou-se os relatórios de energy evaluationpara os sistemas. A Figura 73 apresenta a comparação mensal entre os sistemas.

Figura 73 – Comparação mensal entre os consumos dos sistemas de iluminação para a salade reunião/conferência (Próprio Autor).

A Figura 73 apresenta níveis mensais de consumo constantes, pois o ambiente nãopossui janelas, assim, a luz natural não influi no ambiente. O relatório apresenta que oconsumo total de energia em um ano é de 666,00 kWh/ano para o sistema fluorescente.Já para o sistema LED o consumo foi de 648,00 kWh/ano, ocorrendo então uma redução.A demanda média mensal para o sistema fluorescente e LED, é respectivamente 55,5kWh/mês e 54 kWh/mês. Portanto, conclui-se que dentre os sistemas adotados o LEDapresenta o menor consumo.

4.4 Auditório

Inicialmente foi simulado o sistema de iluminação fluorescente, obtendo a partirdesta, os relatórios referentes a iluminância média e UGR, respectivamente Figura 74 eFigura 75.

Capítulo 4. Resultados e Discussão 84

Figura 74 – Relatório sobre a iluminância do auditório para o sistema fluorescente (PróprioAutor).

A partir da Figura 74, verificou-se que a iluminância na altura do plano de trabalhoestá bem distribuída, apresentado variações máximas de 50lx entre as isolinhas. O valormédio de iluminância obtido foi de 390 lx, portanto, superior ao normativo que é de300 lx. Assim, o sistema está adequado à norma. Posteriormente, foi verificado o índicede ofuscamento, onde as áreas avaliadas estão indicadas na Figura 35 e Figura 36. Orelatório de UGR apresentado pela Figura 75 é referente à região onde ocorre o máximode ofuscamento para o sistema simulado.

Figura 75 – Relatório sobre o máximo UGR obtido para o sistema fluorescente no auditório(Próprio Autor).

Observou-se através da Figura 75 que o índice de ofuscamento máximo foi de 16.

Capítulo 4. Resultados e Discussão 85

Portanto, respeitando o limite normativo para este ambiente, que é de 22, enquadrando-se ànorma. Finalizado o sistema fluorescente, foi simulado o sistema LED, obtendo os relatóriosde iluminância média e UGR, respectivamente Figura 76 e Figura 77.

Figura 76 – Relatório sobre a iluminância do auditório para o sistema LED (PróprioAutor).

A partir da Figura 76, observa-se que o sistema LED apresenta uma menor variaçãode iluminância entre as isolinhas, sendo esta de 40 lx. A iluminância média obtida foide 395 lx, portanto adequando-se à norma. A seguir, foi verificado o valor máximo deofuscamento obtido para o sistema, Figura 77.

Figura 77 – Relatório sobre o máximo UGR obtido para o sistema LED no auditório(Próprio Autor).

Capítulo 4. Resultados e Discussão 86

A Figura 77 indica que para o sistema LED, o valor máximo de ofuscamento obtidofoi de 13, assim, adequando-se à norma. Após verificar os parâmetros normativos, gerou-seos relatórios de energy evaluation. A Figura 78 apresenta uma comparação mensal entreos sistemas

Figura 78 – Comparação mensal entre os consumos dos sistemas de iluminação para oauditório (Próprio Autor).

Observou-se a partir da Figura 78 que o sistema fluorescente apresenta um consumototal de energia em um ano de 1863,00 kWh/ano. Já o sistema LED, um consumo de 1890,00kWh/ano. A demanda média mensal para o sistema fluorescente e LED, é respectivamente155,25 kWh/mês e 157,5 kWh/mês. Portanto, houve um aumento em relação ao sistemafluorescente. Conclui-se que para o auditório, o sistema fluorescente apresenta o menorconsumo. O fluxo luminoso das lâmpadas fluorescentes é superior ao das lâmpadas LED,assim, para atender o valor normativo de iluminância mantida, o sistema LED utilizou 8luminárias a mais que o outro sistema, resultando em uma maior demanda de energia.

4.5 Cozinha

O ambiente foi simulado, primeiramente, para o sistema de iluminação fluorescente,obtendo a partir desta, os relatórios referentes a iluminância média e UGR, respectivamenteFigura 79 e Figura 80.

Capítulo 4. Resultados e Discussão 87

Figura 79 – Relatório sobre a iluminância da cozinha para o sistema fluorescente (PróprioAutor).

A partir da Figura 79, verificou-se que a iluminância está igualmente distribuídapelo plano de trabalho. O valor médio obtido foi de 706 lx, portanto, superior ao valornormativo que é de 500 lx, assim, adequando-se à norma. Posteriormente, foi verificado oíndice de ofuscamento, onde as áreas avaliadas estão indicadas na Figura 41 e Figura 42.A Figura 80 apresenta o relatório de UGR referente à região onde ocorre o ofuscamentomáximo para o sistema simulado.

Figura 80 – Relatório sobre o máximo UGR obtido para o sistema fluorescente na cozinha(Próprio Autor).

A Figura 80 indica um índice de ofuscamento máximo de 20, sendo este um valorinferior ao normativo, que é de 22, assim, o sistema enquadra-se à norma. Após analisar o

Capítulo 4. Resultados e Discussão 88

sistema fluorescente, foi simulado o sistema LED para a cozinha, obtendo os relatórios deiluminância média e UGR, respectivamente Figura 81 e Figura 82.

Figura 81 – Relatório sobre a iluminância da cozinha para o sistema LED (Próprio Autor).

A partir da Figura 81, verifica-se que o sistema LED também apresenta umailuminância igualitariamente dristribuída pelo ambiente, sendo que o valor médio obtidofoi de 533 lx, portanto, adequando-se à norma. A seguir, a Figura 82 apresenta o valormáximo de ofuscamento obtido para o sistema de iluminação LED.

Figura 82 – Relatório sobre o máximo UGR obtido para o sistema LED na cozinha (PróprioAutor).

A Figura 82 apresenta que o valor máximo obtido de ofuscamento foi de 18, assim, osistema LED está adequado à norma. Realizadas as verificações dos parâmetros normativos,

Capítulo 4. Resultados e Discussão 89

foi gerado os relatórios de energy evaluation para os sistemas utilizados na cozinha. AFigura 83 apresenta o comparativo mensal entre os sistemas.

Figura 83 – Comparação mensal entre os consumos dos sistemas de iluminação para acozinha (Próprio Autor).

Analisando a Figura 83, observou-se que o consumo total de energia em um anopara o sistema fluorescente é de 699,71 kWh/ano. O sistema LED adotado, apresentaconsumo de 499,32 kWh/ano. A demanda média mensal para o sistema fluorescente e LED,é respectivamente 58,34 kWh/mês e 41,64 kWh/mês. Portanto, houve uma redução emrelação ao sistema fluorescente. Conclui-se que para a cozinha, o sistema LED apresenta omenor consumo.

4.6 Lavanderia

Inicialmente, foi simulado para o ambiente o sistema de iluminação fluorescente,obtendo a partir desta, os relatórios referentes a iluminância média e UGR, respectivamenteFigura 84 e Figura 85.

Capítulo 4. Resultados e Discussão 90

Figura 84 – Relatório sobre a iluminância da lavanderia para o sistema fluorescente (Pró-prio Autor).

A Figura 84 apresenta uma variação máxima da iluminância no plano de trabalhode 110 lx. O valor médio obtido foi de 348 lx, sendo este superior ao normativo que é de300 lx, assim, adequado-se à norma. Posteriormente, foi verificado o índice de ofuscamento,onde as áreas avaliadas estão indicadas na Figura 47 e Figura 48. O relatório de UGRapresentado pela Figura 85 é referente à região onde ocorre o máximo de ofuscamentopara o sistema simulado.

Figura 85 – Relatório sobre o máximo UGR obtido para o sistema fluorescente na lavan-deria (Próprio Autor).

A Figura 85 indica um índice de ofuscamento máximo de 22. O valor normativolimite para o ambiente é de 22, portanto, o sistema enquadrou-se à norma neste parâmetro.Após analisar os sistema fluorescente, foi realizado a simulação do sistema LED, obtendoos relatórios de iluminância média e UGR, respectivamente Figura 86 e Figura 87.

Capítulo 4. Resultados e Discussão 91

Figura 86 – Relatório sobre iluminância da lavanderia para o sistema LED (Próprio Autor).

Observou-se pela Figura 86 que iluminância apresenta-se igualmente distribuídapelo plano de trabalho. O valor médio obtido foi de 364 lx, portanto adequando-se à norma.A seguir, a Figura 87 apresenta o valor máximo de ofuscamento obtido para o sistema deiluminação LED.

Figura 87 – Relatório sobre o máximo UGR obtido para o sistema LED na lavanderia(Próprio Autor).

A partir da Figura 87, verificou-se que o valor máximo de ofuscamento obtido foi de19. Este valor se iguala ao valor limite normativo, portanto, o sistema se enquadra à normaneste quesito. Realizadas as análises dos parâmetros relacionados à norma, posteriormente,foram gerados os relatórios de energy evaluation para o sistema. A Figura 88 apresenta ocomparativo mensal entre os sistemas.

Capítulo 4. Resultados e Discussão 92

Figura 88 – Comparação mensal entre os consumos dos sistemas de iluminação para alavanderia (Próprio Autor).

A Figura 88 indica que o consumo total de energia para o sistema fluorescente emum ano é de 229,95 kWh/ano. O sistema LED adotado, apresenta consumo de energiade 262,80 kWh/ano. A demanda média mensal para o sistema fluorescente e LED, érespectivamente 19,18 kWh/mês e 21,92 kWh/mês. Portanto, houve um aumento emrelação ao fluorescente. Conclui-se que para a lavanderia, o sistema fluorescente apresentao menor consumo. Novamente, a demanda do sistema LED é maior que a do sistemafluorescente, sendo este fato resultante da utilização de 2 luminárias a mais para atender ovalor normativo de iluminância.

4.7 Restaurante/bar

Primeiramente, foi simulado o sistema de iluminação fluorescente, obtendo a partirdesta, os relatórios referentes a iluminância média e UGR, respectivamente Figura 89 eFigura 90.

Capítulo 4. Resultados e Discussão 93

Figura 89 – Relatório sobre a iluminância do restaurante/bar para o sistema fluorescente(Próprio Autor).

A Figura 89 apresenta uma iluminância igualmente distribuída pelo ambiente. Ovalor médio obtido foi de 221 lx, portanto, superior ao normativo, que é de 200 lx. Assim, osistema está adequado à norma. Após isso, foi verificado o índice de ofuscamento, onde asáreas avaliadas estão indicadas na Figura 53 e Figura 54. O relatório de UGR apresentadopela Figura 90 é referente à região onde ocorre o máximo de ofuscamento para o sistemasimulado.

Figura 90 – Relatório sobre o máximo UGR obtido para o sistema fluorescente no restau-rante/bar (Próprio Autor).

Observou-se a partir da Figura 90 que o índice de ofuscamento máximo de 19,sendo este inferior ao valor normativo, que é de 22. Portanto o sistema enquadra-se ànorma neste parâmetro. Realizada a análise do sistema fluorescente, foi simulado o sistemaLED, obtendo os relatórios de iluminância média e UGR, respectivamente Figura 91 eFigura 92.

Capítulo 4. Resultados e Discussão 94

Figura 91 – Relatório sobre a iluminância do restaurante/bar para o sistema LED (PróprioAutor).

A Figura 91 indica que o sistema LED também apresenta uma iluminância igua-litariamente distribuída pelo ambiente. O valor médio obtido foi de 218 lx, portantoadequando-se à norma. A seguir, a Figura 92 apresenta o valor máximo de ofuscamentopara o sistema de iluminação LED.

Figura 92 – Relatório sobre o máximo UGR obtido para o sistema LED no restaurante/bar(Próprio Autor).

A Figura 93 indica que o valor máximo de ofuscamento obtido foi de 17, assim, osistema está adequado à norma neste quesito. Realizadas as verificações dos parâmetrosnormativos, foram gerados os relatórios de energy evaluation para os sistemas.

Capítulo 4. Resultados e Discussão 95

Figura 93 – Comparação mensal entre os consumos dos sistemas de iluminação para orestaurante/bar (Próprio Autor).

A Figura 93 apresenta que o consumo total de energia para o sistema fluorescenteem um ano é de 1328,40 kWh/ano. Já para o sistema LED, o consumo de energia reduziupara 1058,40 kWh/ano. A demanda média mensal para o sistema fluorescente e LED, érespectivamente 110,72 kWh/mês e 88,22 kWh/mês. Portanto, conclui-se que o sistema deiluminação LED adotado para o restaurante/bar o consumo foi menor.

4.8 Escolha do sistema de iluminação

O sistema de iluminação adotado para o hotel foi escolhido a partir da análise detrês aspectos: custo inicial, custo operacional, que é calculado a partir do consumo deenergia, e vida média. Primeiramente foi verificado o custo inicial de implantação dossistemas. Posteriormente o custo operacional, adotando-se a tarifação estabelecida pelaCopel. A partir destes parâmetros foi construído um gráfico, que apesenta o custo anualde operação do sistemas, com o objetivo de obter a intersecção entre as duas curvas, sendoque esta indica em quantos anos o investimento em certo sistema de iluminação se pagará(payback). Por fim, avaliou-se a vida média dos sistemas, para que juntamente com aexpectativa de payback valide a escolha do sistema de iluminação.

Os componentes de iluminação utilizados e descritos anteriormente, são de fabri-cantes reconhecidos no mercado pela qualidade de seus produtos. A partir dos orçamentosrealizados pelos fornecedores, foi construída a Tabela 9. Ela utiliza como base os preçosunitários de cada lâmpada, reator e luminária. Portanto, através das quantidades utilizadasem cada ambiente, obteve-se os custo total para os sistemas fluorescente e LED.

A Figura 94 apresenta uma comparação mensal entre o consumo de energia total

Capítulo 4. Resultados e Discussão 96

Tabela 9 – Custo inicial dos sistemas de iluminação

Ambiente Custo Inicial (R$)Sistema Fluorescente Sistema LED

Hall 6674,52 4384,56Escritório 2698,08 5492,20

Sala dereunião/conferência 1031,68 2776,72

Auditório 4058,64 6743,80Cozinha 2085,06 4034,40

Lavanderia 721,58 1418,60Restaurante/bar 5792,80 8793,90

Total 23062,36 33644,18

do hotel para os sistemas utilizados. Observou-se que o sistema fluorescente consome umamaior quantidade de energia do que o sistema LED, sendo que a previsão da demanda totalfoi de 7784,59 kWh/ano, com demanda média mensal de 648,72 kWh/mês. Já no sistemade LED, a previsão de demanda é de 6038,85 kWh/ano, ou seja, a demanda anual é 22,43%menor e a demanda média mensal é de 503,24 kWh/mês. Para o sistema fluorescente, arazão kWh/área é de 1,39 kWh/m2 e para o sistema LED 1,16 kWh/m2. A redução doconsumo de energia das edificações é de grande importância para a aliviar a demandainstantânea do sistema elétrico brasileiro, principalmente nos horários mais críticos, comoo horário de pico.

Figura 94 – Comparação mensal entre os consumos dos sistemas de iluminação para ohotel (Próprio Autor).

A tarifa convencional de energia da Copel para a Classe A4, que corresponde aogrupo de 2,3 kV a 25 kV, considerando o valor médio para o ano de 2014, devido ao reajuste

Capítulo 4. Resultados e Discussão 97

ocorrido em julho de 2014, é de 0,28375 R$/kWh já com os tributos e encargos. Assim,para obter-se o payback graficamente, foi modelado uma reta para cada sistema. Elas sãoconstituídas pelo custo inicial do sistema mais o custo operacional anual, sendo que esteé obtido pelo consumo anual de energia multiplicado pela tarifa de energia. Portanto, aEquação 4.1 e Equação 4.2 referem-se respectivamente aos sistemas fluorescente e LED.

𝑦𝐹 𝑙𝑢𝑜𝑟𝑒𝑠𝑐𝑒𝑛𝑡𝑒 = 23062, 36 + 2208, 8774.𝑥 (4.1)

𝑦𝐿𝐸𝐷 = 33644, 18 + 1713, 5237.𝑥 (4.2)

A partir destas equações foi construído o gráfico do custo acumulado, ou seja, ocusto inicial mais o custo operacional anual dos sistemas, Figura 95. Observou-se pelográfico que a intersecção entre as retas referentes aos sistemas ocorre em 21,3 anos, ouseja, o payback da adoção do sistema de iluminação LED se daria em mais de 21 anos.Esta expectativa de payback teve como base um sistema ideal, onde os componentes nãoapresentam falhas. Portanto, foi necessário analisar a vida média dos sistemas, para estimarquantos anos serão necessários para aplicar um novo investimento nestes sistemas.

Figura 95 – Custo acumulado dos sistemas de iluminação utilizados pelo hotel (PróprioAutor).

A Tabela 10 reúne as informações sobre a vida média das lâmpadas descritas nocapítulo anterior. Observou-se, a partir desta, que a vida média das lâmpadas utilizadas nohall apresentam um valor muito superior em relação às outras do mesmo sistema. Portanto,para o cálculo da vida média do sistema fluorescente, foi descartado este valor.

A partir dos dados da Tabela 10, foi calculado a vida média dos sistemas deiluminação utilizando-se média aritmética. Assim, para o sistema fluorescente, sem a

Capítulo 4. Resultados e Discussão 98

Tabela 10 – Vida média das lâmpadas dos sistemas fluorescente e LED

Ambiente Vida média (h)Sistema Fluorescente Sistema LED

Hall 90000 40000Escritório 15000 40000

Sala dereunião/conferência 20000 45000

Auditório 20000 40000Cozinha 20000 40000

Lavanderia 20000 40000Restaurante/bar 13000 40000

parcela referente ao hall, foi estimado uma vida média de 18000 h. A vida média do sistemaLED resultou em 40714,29 h.

A base de cálculo utilizada pelo software DIALux R○ para estimar o consumoenergético de um sistema é de 2250 h/ano. Portanto, a troca de lâmpadas do sistemafluorescente, considerando a vida média do sistema e o quantidade de horas por ano emque ele é utilizado, ocorreria em 8 anos e no sistema LED, em aproximadamente 18 anos.Posteriormente, foi analisado o custo total da troca de lâmpadas de ambos os sistemas apartir da Tabela 11.

Tabela 11 – Custo das lâmpadas dos sistemas fluorescente e LED

Ambiente Custo das lâmpadas (R$/luminária)Sistema Fluorescente Sistema LED

Hall 195,52 411,6Escritório 17,00 178,88

Sala dereunião/conferência 14,32 215,6

Auditório 100,07 211,78Cozinha 28,94 271,66

Lavanderia 25,84 243,92Restaurante/bar 17,02 132,62

Total (troca de todoo sistema) 4381,64 19958,36

Observou-se que o sistema fluorescente apresenta um custo de R$ 4381,64 para arealização da troca. As lâmpadas utilizadas no hall possuem vida média de 90000 h, ouseja, necessitariam 40 anos para realizar a troca. Assim, seu custo é subtraído do total,pois esta manutenção ocorreria a cada 8 anos. Portanto, o sistema fluorescente necessitariade um investimento de R$ 2035,40 a cada 8 anos e o sistema LED R$ 19958,36 em 18anos. A partir destes novos parâmetros e das Equações 4.1 e 4.2, foi reconstruído o gráficodo custo acumulado, Figura 96.

Capítulo 4. Resultados e Discussão 99

Figura 96 – Custo acumulado recalculado dos sistemas de iluminação utilizados pelo hotel(Próprio Autor).

A Figura 96 demonstrou que a estimativa de payback, indicada pela seta naintersecção das curvas, ocorre em um longo prazo. Mesmo realizando a troca de todas aslâmpadas do sistema fluorescente do hotel, excluindo as do hall, o payback ocorrerá somenteem 16 anos, ou seja, 5,3 anos a menos do que foi estimado pelo gráfico da Figura 95. Ográfico é baseado na tarifa média vigente para o ano de 2014, considerando uso contínuoda iluminação (2250 h anuais) e desconsiderando a depreciação do sistema e o custo dahora/Homem de manutenção dos sistemas. Portanto, a partir destes parâmetros, conclui-seque o sistema de iluminação mais adequado para o hotel é o sistema fluorescente. Estesistema apresenta um custo inicial aproximadamente 31% menor que o sistema LED. Atroca total de lâmpadas ocorre a cada 8 anos e o seu custo total é de R$ 2035,40.

100

5 CONCLUSÃO

Os sistemas de iluminação utilizados nos ambientes do hotel apresentaram resultadosadequados à norma NBR ISO/CIE 8995-1:2013, quanto aos quesitos de iluminânciamantida e índice de ofuscamento unificado. Estes parâmetros foram averiguados a partirdos relatórios gerados pelo DIALux R○. Todos os sistemas apresentaram uma iluminânciamédia na área de trabalho superior ao valor normativo e índices de ofuscamento menoresou iguais ao índice limite. O único parâmetro que o software não possibilita a simulação éo índice reprodução de cor, portanto, o 𝑅𝑎 foi verificado na etapa da escolha das lâmpadasfluorescentes e LED, a partir dos dados informados pelos fabricantes.

O consumo de energia pelos sistemas de iluminação tem como base de cálculo ouso por 2250 h/ano. Assim, o consumo de energia total do hotel apresentou um consumo22,43% maior para o sistema fluorescente, totalizando 7784,59 kWh/ano, contra 6038,85kWh/ano para o sistema LED. Apesar do sistema LED apresentar um consumo totalmenor, em alguns ambientes o consumo anual foi superior ao sistema fluorescente. Estefato foi observado no auditório e lavanderia.

As lâmpadas LED apresentam menor potência se comparadas as fluorescentes.Além disso, o rendimento luminoso, ou seja, a relação entre o fluxo luminoso e potência, ésuperior. Apesar destas vantagens, o sistema LED apresenta um fluxo luminoso inferior,portanto resultando em um menor fluxo por luminária. Como um dos objetivo do trabalhoera adequar-se os parâmetros normativos, utilizando um sistema com consumo mínimo deenergia, foi necessário utilizar um número de luminárias superior ao sistema fluorescente,visto que a iluminância depende diretamente do fluxo luminoso. Este fato é de granderelevância ao se analisar a possibilidade de retrofits em sistemas fluorescentes, a partir delâmpadas LED tubulares, sendo necessário pesquisar lâmpadas com um fluxo luminosoequivalente, assim, visando a manutenção da iluminância do sistema antigo.

Apesar das vantagens apresentadas pelo sistema de iluminação LED, foi escolhidopara o hotel o sistema fluorescente. A análise da viabilidade de custo demonstrou quea expectativa de payback de um investimento no sistema LED ocorreria em apenas 16anos. O custo inicial para a implantação do sistema fluorescente é 31% menor e um novoinvestimento no sistema somente é necessário em 8 anos, considerando a vida média daslâmpadas. Além disso, o custo para eventuais manutenções do sistema, como a trocaeventual de lâmpadas, é menor.

Conclui-se que a tecnologia LED apresenta grandes vantagens em relação aoconsumo de energia, porém o custo de implantação do sistema ainda é elevado. No casoestudado o custo é um pouco superior a 10 mil reais, mas em empreendimentos de grande

Capítulo 5. Conclusão 101

ordem, a redução de 31% no orçamento inicial do sistema de iluminação representa ummontante significativo. Com a evolução desta tecnologia, a tendência é que ocorra umaredução do custo para a implantação do sistema, assim, resultando em um menor períodode payback, viabilizando então a aquisição e subsequentemente resultando em um alívio nademanda de energia no sistema elétrico brasileiro.

102

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