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FLÁVIA PERES NABESHIMA

AVALIAÇÃO E PROPOSTA PARA SISTEMA DE ILUMINAÇÃO DA BIBLIOTECA PÚBLICA MUNICIPAL DE LONDRINA APLICANDO RETROFIT

Londrina

2013

FLÁVIA PERES NABESHIMA AVALIAÇÃO E PROPOSTA PARA SISTEMA DE ILUMINAÇÃO DA BIBLIOTECA

PÚBLICA MUNICIPAL DE LONDRINA APLICANDO RETROFIT

Trabalho de Conclusão de Curso apresentado ao Departamento de Engenharia Elétrica da Universidade Estadual de Londrina. Orientadora: Profa. Dra. Silvia Galvão de Souza Cervantes

Londrina 2013

FLÁVIA PERES NABESHIMA

AVALIAÇÃO E PROPOSTA PARA SISTEMA DE ILUMINAÇÃO DA BIBLIOTECA PÚBLICA MUNICIPAL DE LONDRINA APLICANDO RETROFIT

Trabalho de Conclusão de Curso apresentado ao Departamento de Engenharia Elétrica da Universidade Estadual de Londrina.

1 BANCA EXAMINADORA

____________________________________ Profa. Dra. Silvia Galvão de Souza Cervantes

Universidade Estadual de Londrina

____________________________________ Prof. Me. José Fernando Mangili Júnior


____________________________________ Prof. Me. Osni Vicente


Londrina, _____de ___________de _____.

AGRADECIMENTOS

Considero esse Trabalho de Conclusão de Curso o fechamento de toda uma importante etapa de minha vida. Em seus dias mais serenos ou difíceis desse ciclo, aprendi não só sobre Engenharia Elétrica, mas também sobre amizades, resiliência, esforço, trabalho árduo, paixão, dedicação, superação e etc.

Agradeço à Deus, pelo dom da vida e por estar sempre comigo.

Agradeço a meu pai Jorge e minha mãe Sueli pelo apoio e por seu amor infinito.

Agradeço a meu irmão Rafael e minha irmã Renata, pelo carinho e paciência.

Agradeço à minha professora e orientadora Silvia, por ser um exemplo de profissional, pela ajuda, dedicação palavras que me ajudaram e guiaram.

Agradeço ao meu namorado e amigo Giovanni, por estar sempre comigo, por me mostrar e poder compartilhar comigo a paixão pela Engenharia, por sua dedicação e seu amor.

Agradeço a Ondina e Odete por estarem presentes e pelos ensinamentos.

Agradeço também aos meus familiares, pelo amor.

Agradeço aos meus queridos amigos, estejam eles perto ou a distância, por me ajudarem a realizar este trabalho: coleta de dados, pesquisa, medições e visitas, tornando este momento mais dever mais leve e prazeirozo. Pelo companheirismo, pelas rodas de estudo, por termos sido “soldados” juntos, por me mostrarem amizade verdadeira.

Agradeço aos meus professores, funcionários e colegas que contribuiram com minha formação.

É difícil lembrar de todos que fizeram e fazem parte de minha vida, que deixaram suas marcas, estão em minhas memória e serão lembrados com carinho. Tenho em mim gratidão eterna à vocês.

“O único homem isento de erros, é aquele que não arrisca acertar”.

Albert Einstein

NABESHIMA, Flávia Peres. Avaliação e proposta para sistema de iluminação da

Biblioteca Pública Municipal de Londrina aplicando retrofit. 2013. 78f. Trabalho

de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Elétrica) – Universidade

Estadual de Londrina, Londrina, 2013.

RESUMO

O alto custo de produção de energia elétrica, bem como o custo ambiental e social foram motivadores de uma revolução nos equipamentos elétrico/eletrônicos e instalações na busca da economia desta energia. Este trabalho, em conformidade com o objetivo da eficiência energética, apresenta uma proposta de retrofit no projeto de iluminação da Biblioteca Pública Municipal de Londrina, chamada Professor Pedro Viriato Parigot de Souza. Este estudo apresentou como resultado a economia de energia, bem como a melhoria do nível de iluminação dos ambientes estudados. Palavras-chave: Biblioteca. Economia. Eficiência Energética. Iluminância. Instalações Elétricas. Retrofit. Sistema de Iluminação.

NABESHIMA, Flávia Peres. Appraisal and proposal for lighting system of a

Public Library of Londrina applying retrofit. 2013. 78f. Trabalho de Conclusão de

Curso (Graduação em Engenharia Elétrica) – Universidade Estadual de Londrina,

Londrina, 2013.

ABSTRACT

The high cost of production of electricity as well as the environmental and social

costs were motivators for a revolution in electrical/electronics equipments and

facilities in pursuit of saving this energy. This work, in accordance with the goal of

energy efficiency, presents a proposal to retrofit the lighting project of the Public

Library of Londrina, called Professor Pedro Viriato Parigot de Souza. This study has

resulted in the saving of energy as well as improving the level of lighting

environments studied.

Keywords: Library. Economy. Energy Efficiency. Illuminance. Electrical Installations.

Retrofit. Lighting system.

LISTA DE ILUSTRAÇÕES

Figura 1 – Fluxo Luminoso ....................................................................................... 17

Figura 2 – Iluminância .............................................................................................. 18

Figura 3 – Intensidade Luminosa em uma lâmpada ................................................. 18

Figura 4 – Esferorradiano ......................................................................................... 19

Figura 5 – Variação de eficiência luminosa (lm/W) em diferentes tipos de lâmpadas

.................................................................................................................................. 20

Figura 6 – Luminância .............................................................................................. 21

Figura 7 – Luxímetro Digital ...................................................................................... 23

Figura 8 – Aparelho utilizado - Luxímetro Digital Minipa MLM-1332 ........................ 36

Figura 9 – Campo de trabalho regular, iluminado com fontes de luz em padrão

regular, simetricamente espaçadas em duas ou mais fileiras ................................... 41

Figura 10 – Área retangular com luminária central ................................................... 42

Figura 11 – Área regular com linha única de luminárias individuais ......................... 43

Figura 12 – Biblioteca Pública Municipal Pedro Viriato Parigot de Souza ................ 46

Figura 13 – Móveis da Biblioteca .............................................................................. 47

Figura 14 – Tipo de luminária usada nas instalações da biblioteca - Luminária tipo

calha .......................................................................................................................... 48

Figura 15 – Lâmpada Fluorescente Tubular ............................................................. 49

Figura 16 – Planta baixa da biblioteca infantil .......................................................... 50

Figura 17a – Planta baixa do pavimento térreo ........................................................ 52

Figura 18 – Planta baixa do pavimento superior ...................................................... 56

Figura 19 – Lâmpada fluorescente tubular escolhida ............................................... 62

Figura 20 – Tipo de luminária usada nas instalações da biblioteca - Luminária tipo

calha .......................................................................................................................... 63

LISTA DE TABELAS

Tabela 1 - Potência média de perdas em reatores para lâmpadas fluorescentes .... 29

Tabela 2 - Fatores determinantes da iluminância adequada .................................... 39

Tabela 3 - Parâmetros para iluminação .................................................................... 45

Tabela 4 - Biblioteca Infantil: Distribuição e características dos equipamentos ........ 50

Tabela 5 - Pavimento Térreo: Distribuição e características dos equipamentos ....... 53

Tabela 6 - Pavimento Superior: Distribuição e características dos equipamentos .... 57

Tabela 7 - Biblioteca infantil: Iluminância .................................................................. 59

Tabela 8 - Pavimento Térreo: Iluminância ................................................................ 59

Tabela 9 - Pavimento Superior : Iluminância ............................................................ 60

Tabela 10 - Biblioteca Infantil: Consumo atual e com a substituição de equipamentos

.................................................................................................................................. 64

Tabela 11 - Pavimento térreo: consumo atual e com a substituição dos

equipamentos ............................................................................................................ 65

Tabela 12 - Pavimento superior: consumo atual e com a substituição dos

equipamentos ............................................................................................................ 65

Tabela 13 - Resumo: consumo atual e com a substituição dos equipamentos ........ 66

Tabela 14 - Biblioteca Infantil: Número de luminárias para cada ambiente .............. 67

Tabela 15 - Pavimento térreo: Número de luminárias para cada ambiente .............. 67

Tabela 16 - Pavimento superior: Número de luminárias para cada ambiente........... 68

Tabela 17 - Geral: Número de luminárias total para os três pavimentos .................. 69

Tabela 18 - Consumo atual, proposto e a diferença entre eles ................................. 70

Tabela 19 - Consumo e tarifa .................................................................................... 71

Tabela 20 - Proposta 1: Gastos com retrofit ............................................................. 71

Tabela 21 - Consumo e tarifa .................................................................................... 72

Tabela 22 - Proposta 2: Gastos com retrofit ............................................................. 72

LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS

ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas

ANEEL – Agência Nacional de Energia Elétrica

COPEL – Companhia Paranaense de Energia

Fd – Fator de Depreciação

INEE – Instituto Nacional de Eficiência Energética

IRC – Índice de Reprodução de Cor

NBR – Norma Brasileira

PROCEL – Programa Nacional de Conservação de Energia Elétrica

RGR – Reserva Global de Reversão

SUMÁRIO

1 INTRODUÇÃO ................................................................................................... 12

1.1 O HOMEM E A ILUMINAÇÃO ................................................................................. 12

1.2 EFICIÊNCIA E CONSERVAÇÃO ENERGÉTICA.......................................................... 13

1.3 SAÚDE E ILUMINAÇÃO ADEQUADA ........................................................................ 13

1.4 OBJETIVO ......................................................................................................... 14

2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA .............................................................................. 16

2.1 RETROFIT ......................................................................................................... 16

2.2 LUMINOTÉCNICA: CONCEITOS E GRANDEZAS ....................................................... 16

2.2.1 Fluxo luminoso ........................................................................................ 17

2.2.2 Iluminância, Iluminamento ou Nível de Iluminação (E) ............................ 17

2.2.3 Intensidade luminosa .............................................................................. 18

2.2.4 Eficiência ou Eficácia Luminosa .............................................................. 19

2.2.5 Luminância .............................................................................................. 20

2.3 LUXÍMETRO ....................................................................................................... 23

2.4 SISTEMA DE ILUMINAÇÃO ................................................................................... 24

2.4.1 Características de um bom sistema de Iluminação aplicado às bibliotecas

24

2.4.2 Lâmpadas ................................................................................................ 25

2.4.3 Luminárias ............................................................................................... 26

2.4.4 Equipamentos Auxiliares ......................................................................... 29

2.4.5 Substituição de lâmpadas ....................................................................... 30

2.4.6 Acompanhamento e análise de consumo................................................ 30

2.4.7 Monitoramento do Consumo ................................................................... 31

2.5 FATOR DE POTÊNCIA ......................................................................................... 32

2.6 EFICIÊNCIA ENERGÉTICA ................................................................................... 33

2.7 PROCEL ......................................................................................................... 34

3 METODOLOGIA ................................................................................................ 35

3.1 DOCUMENTO .................................................................................................... 35

3.2 ENTREVISTAS ................................................................................................... 35

3.3 COLETA DE DADOS ............................................................................................ 35

3.3.1 O luxímetro utilizado ................................................................................ 36

3.3.2 Medições ................................................................................................. 37

4 ESTUDO DE CASO ........................................................................................... 46

4.1 LOCAL E SUAS CARACTERÍSTICAS ....................................................................... 46

4.1.1 Luminárias ............................................................................................... 48

4.1.2 Lâmpadas ................................................................................................ 48

4.1.3 Reatores .................................................................................................. 49

4.2 MEDIÇÕES ........................................................................................................ 49

4.2.1 Biblioteca Infantil ..................................................................................... 50

4.2.2 Pavimento Térreo .................................................................................... 51

4.2.3 Pavimento Superior ................................................................................. 56

4.3 AVALIAÇÃO ....................................................................................................... 58

4.4 PROPOSTA ....................................................................................................... 61

4.4.1 Escolha dos equipamentos ..................................................................... 61

4.4.2 Proposta 1: Substituição de lâmpadas e reatores ................................... 64

4.4.3 Proposta 2: Substituição de luminárias, lâmpadas e reatores ................. 66

4.5 RETORNO DE INVESTIMENTO .............................................................................. 70

4.5.1 Proposta 1: Substituição de lâmpadas e reatores ................................... 71

4.5.2 Proposta 2: Substituição de luminárias, lâmpadas e reatores ................... 72

4 CONCLUSÃO .................................................................................................... 74

REFERÊNCIAS ......................................................................................................... 75

12

1 INTRODUÇÃO

1.1 O homem e a iluminação

“Disse Deus: haja luz. E houve luz. Viu Deus que a luz era boa; e fez

separação entre a luz e as trevas” Gênesis 1:3-4.

Jeanine Luz (2007, p. 3) diz que comparando a época que a luz

artificial começou a ser utilizada com os dias atuais, constata-se que foi grande o

passo dado pela indústria da iluminação no século XX. Desde a lâmpada criada por

Thomas Edison até os produtos disponíveis hoje, houve um avanço espantoso. A

primeira lâmpada disponível para uso residencial foi a de Edison, por isto

considerada como a primeira lâmpada comercial. A lâmpada de Edison era

constituída de um fio de linha carbonizado em um cadinho hermeticamente fechado,

produzindo uma luz amarelada e fraca como a de uma vela e apresentando um

rendimento de 1,41 lumens por watt.

De acordo com Jeanine Luz (2007, p. 3)

De início, o inventor enfrentou grandes barreiras à sua utilização,

principalmente por ser uma tecnologia que necessitava de novas

instalações. A energia elétrica era um luxo pouco disponível na

época, sendo o próprio invento, uma ferramenta para tornar a

energia elétrica mais difundida, pois era quase unânime a idéia de

que o gás e o vapor seriam suficientes para o desenvolvimento do

mundo. Ficou marcada uma frase de Thomas Edison, ressaltando a

diferença entre a visão futurista e a imediatista, ao ser questionado

em relação ao preço de sua lâmpada comparada ao de uma vela:

“No futuro, somente os ricos queimarão velas.”

Neste trabalho é feito o estudo do sistema de iluminação da

Biblioteca Pública Municipal de Londrina, denominada Professor Pedro Viriato

Parigot de Souza. Com o auxílio de um luxímetro, aparelho usado para medir os

níveis de iluminância (lux), foi feito um levantamento de dados sobre os atuais níveis

13

de iluminação e dos equipamentos do sistema de iluminação existentes atualmente

na biblioteca.

Através dos valores obtidos das medições e cálculos da iluminância

média nos ambientes da biblioteca, é realizada a comparação destes valores de

iluminação com os valores indicados pela Associação Brasileira de Normas Técnicas

na NBR 5413/1992 – Iluminância de interiores, para que seja verificada se a

iluminação atual da biblioteca satisfaz os requisitos apresentados em norma.

A partir desta análise será feita a proposta, quando necessário, de

retrofit dos equipamentos do sistema de iluminação atual, para melhorar a eficiência

energética do sistema de iluminação como um todo com a possibilidade de redução

no consumo de energia e também para que os níveis de iluminância sejam

adequados. Se ambientes da biblioteca estiverem com a iluminação abaixo da

iluminação exigida em norma, com o auxílio do software para cálculo luminotécnico

Lumisoft é possível simular um possível projeto de iluminação que esteja de acordo

com os valores necessários. É natural que seja preciso atualizar tecnologicamente o

sistema de um edifício.

1.2 Eficiência e Conservação Energética

A cada dia que passa, nota-se a tendência e necessidade de

empresas associarem a qualidade dos seus serviços à redução de custos, como o

do consumo energético. Sendo assim, é um fator importante que os equipamentos

utilizados e o comportamento de seus usuários colaborem, visando à eficiência

energética.

Eficiência energética significa tornar eficiente o consumo de energia,

procurando otimizar o uso das fontes de energia, não deixando de oferecer

qualidade de serviços.

1.3 Saúde e iluminação adequada

Cada tipo de atividade requer um tipo de iluminação. Para que se

possa ler um livro, o ambiente deve estar bem iluminado. Já para ver um filme, não é

necessária muita iluminação e para dormir, a iluminação é desnecessária. Todo

ambiente exige uma quantidade certa de luminosidade, pois tanto iluminação

14

deficiente quanto excessiva podem provocar acidentes, como quedas ou mesmo

prejudicar a saúde dos olhos.

Para a segurança e bem-estar de um trabalhador, bem como para

evitar ações trabalhistas, o Ministério do Trabalho e Emprego apresenta a norma

regulamentadora 10 (NR 10) – Segurança em instalações e serviços de eletricidade,

que estabelece os requisitos e condições mínimas objetivando a implementação de

medidas de controle e sistemas preventivos, de forma a garantir a segurança e a

saúde dos trabalhadores que, direta ou indiretamente, interajam em instalações

elétricas e serviços com eletricidade. Os projetos devem assegurar que as

instalações proporcionem aos trabalhadores iluminação adequada e uma posição de

trabalho segura, de acordo com a NR 17 – Ergonomia. A norma regulamentadora 17

visa a estabelecer parâmetros que permitam a adaptação das condições de trabalho

às características psicofisiológicas dos trabalhadores, de modo a proporcionar um

máximo de conforto, segurança e desempenho eficiente.

Uma iluminação inadequada afeta os olhos. Ao ler, escrever, assistir

televisão existe uma quantidade certa de luz para que não ocorra a fadiga ocular. Ao

permanecer em um ambiente com pouca ou muita iluminação, grande parte das

pessoas não percebe, mas acaba forçando sua visão para se adaptar ao ambiente.

Cada local, dependendo de sua função, necessita de um estudo detalhado sobre a

quantidade de luz adequada.

Além da iluminação geral, algumas atividades exigem uma

iluminação mais pontual na mesa de trabalho.

Um projeto luminotécnico deve levar em consideração a luz natural

que ilumina um ambiente, que deve ser controlada para que não incida diretamente

na mesa de trabalho ou tela de computador por causar ofuscamento prejudicando

saúde e concentração do usuário. Isso pode ser feito com o uso de persianas e

cortinas, complementando com luz artificial.

1.4 Objetivo

O objetivo deste trabalho é um levantamento, análise e avaliação do

projeto existente de iluminação da Biblioteca Pública Municipal de Londrina e a partir

deste propor uma adequação através de um novo projeto que atenda aos requisitos

das normas para iluminação e segurança do trabalhador, visando conforto visual e

15

menor consumo de energia elétrica com equipamentos de iluminação mais

eficientes.

16

2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

Para melhor compreensão do trabalho, serão apresentados

conceitos relacionados aos projetos de luminotécnica.

2.1 Retrofit

Segundo Enedir Ghisi (1997, p. XXI)

Retrofit é o termo utilizado, em sua forma original, para definir

qualquer tipo de reforma. No entanto, entre os profissionais e

pesquisadores envolvidos com eficiência energética em edificações o

termo é utilizado para definir alterações ou reformas em sistemas

consumidores de energia elétrica visando a sua conservação. Neste

trabalho, o termo é utilizado para definir, especificamente, a alteração

de sistemas de iluminação através da utilização de tecnologias

energeticamente eficientes, como lâmpadas, luminárias e reatores de

qualidade, visando à conservação de energia elétrica sem detrimento

da satisfação e conforto do usuário.

2.2 Luminotécnica: Conceitos e Grandezas

Luminotécnica é o estudo da aplicação de iluminação artificial tanto

em espaços interiores como exteriores.

Como uma disciplina técnica e científica, a tecnologia empregada na

iluminação possui linguagem própria. Seus conceitos definem as características das

lâmpadas e luminárias, também garantem uma padronização das unidades de

medida. Esses conceitos e grandezas que discutiremos a seguir são fundamentais

para o entendimento dos conceitos relacionados a este trabalho.

17

2.2.1 Fluxo luminoso

De acordo com Jeanine Luz (2007, p.7), o fluxo luminoso é a

potência de radiação total emitida por uma fonte de luz. Pode ser ainda definido

como a quantidade de energia radiante capaz de sensibilizar o olho humano.

A unidade desta grandeza é o lúmen, pode ser definido como o fluxo

luminoso emitido segundo um ângulo sólido de um esferorradiano, por uma fonte

puntiforme de intensidade invariável em todas as direções e igual a 1 candela. Na

figura 1 vemos uma representação do fluxo luminoso.

Figura 1 – Fluxo Luminoso

Fonte: OSRAM (2004)

O fluxo luminoso é representado pela letra grega Ф.

O lúmen (lm), unidade de medida do fluxo luminoso tem sua idade

de potência correspondente a

W emitidos no comprimento de onda de 555 nm, no

qual a sensibilidade do olho é máxima.

2.2.2 Iluminância, Iluminamento ou Nível de Iluminação (E)

A iluminância é o fluxo luminoso ou quantidade de luz que atinge

uma unidade de área de uma superfície. Sua unidade de medida é luz. Pode ser

utilizada a equação abaixo

Onde

18

= fluxo luminoso (lúmen)

s = área (metro quadrado)

Pode ser vista na figura 2.

Figura 2 – Iluminância Fonte: OSRAM (2004)

Os valores relativos à iluminância são encontrados na norma NBR

ISO/CIE 8995-1:2013: Iluminação de ambientes de trabalho da Associação Brasileira

de Normas Técnicas, que segue a tendência das normas internacionais.

2.2.3 Intensidade luminosa

Geralmente o fluxo luminoso de uma fonte de luz é irradiado em

diferentes intensidades e direções. A intensidade luminosa, representada na figura

3, é o fluxo luminoso irradiado na direção de um determinado ponto. Cujo símbolo é I

e unidade candela (cd).

Figura 3 – Intensidade Luminosa em uma lâmpada Fonte: OSRAM (2004)

19

De uma forma geral as fontes luminosas não emitem igualmente em

todas as direções. Deste modo, é necessário conhecer a intensidade luminosa em

cada direção.

Onde

= fluxo luminoso (lúmen)

= área (metro quadrado)

Obs.: Dado que a área da superfície da esfera é 4πr², a definição implica que a

esfera meça 4π esferorradianos, que pode ser visto na figura 4

Figura 4 – Esferorradiano Obs.: De acordo com INMETRO (2012), a candela é a intensidade luminosa, numa

dada direção, de uma fonte que emite uma radiação monocromática de frequência

540 x 1012 hertz e que tem uma intensidade radiante nessa direção de 1/683 watt

por esferorradiano. A eficácia luminosa espectral de uma radiação monocromática

de frequência 540 x 1012 hertz é exatamente igual a 683 lúmens por watt, K = 683

lm/W = 683 cd sr/W.

2.2.4 Eficiência ou Eficácia Luminosa

É calculada pela divisão entre o fluxo luminoso emitido em lúmens e

a potência consumida pela lâmpada em Watt. A unidade de medida é o lúmens por

Watt (lm/W). Uma lâmpada proporciona uma maior eficiência luminosa quando a

20

energia consumida para gerar um determinado fluxo luminoso é menor do que da

outra.

Na figura 5 vemos alguns exemplos de lâmpadas e suas respectivas

eficiências luminosas. Podemos notar que a lâmpada incandescente possui a menos

eficiência em lúmens por Watt.

Figura 5 – Variação de eficiência luminosa (lm/W) em diferentes tipos de lâmpadas

Fonte: EMPALUX

2.2.5 Luminância

É a definição para a intensidade luminosa (cd) produzida ou refletida

por unidade de área (m2) de uma superfície em uma dada direção. Ela é

representada pelo símbolo L e a unidade é a candela por metro quadrado (cd/m2).

Na figura 6 vemos a representação da luminância.

21

Figura 6 – Luminância Fonte: MUSEU DA ELETRICIDADE

A distribuição da luminância no campo de visão das pessoas numa

área de trabalho, proporcionada pelas várias superfícies dentro da área (luminárias,

janelas, teto, parede, piso e superfície de trabalho), deve ser considerada como

complementação à determinação das iluminâncias (lux) do ambiente, a fim de evitar

ofuscamento. (PHILIPS).

Curva de Distribuição Luminosa: É a representação da

Intensidade Luminosa em todos os ângulos em que ela é direcionada num plano.

Índice de Reprodução de Cor (IRC): Pela definição dada pela

Osram (2007, p.6), objetos iluminados podem nos parecer diferentes, mesmo se as

fontes de luz tiverem idêntica tonalidade. As variações de cor dos objetos iluminados

sob fontes de luz diferentes podem ser identificadas através de um outro conceito,

Reprodução de Cores, e de sua escala qualitativa Índice de Reprodução de Cores

(Ra ou IRC). O mesmo metal sólido, quando aquecido até irradiar luz, foi utilizado

como referência para se estabelecer níveis de Reprodução de Cor. Define-se que o

IRC neste caso seria um número ideal = 100.

Temperatura de Cor: De acordo com Osram (2007,p.6) É a

grandeza que expressa a aparência de cor da luz, sendo sua unidade o Kelvin (K).

22

Quanto mais alta a temperatura de cor, mais branca é a cor da luz. A “luz quente” é

a que tem aparência amarelada e temperatura de cor baixa: 3.000 K ou menos. A

“luz fria”, ao contrário, tem aparência azul-violeta, com temperatura de cor elevada:

6.000 K ou mais. A “luz branca natural” é aquela emitida pelo sol em céu aberto ao

meio-dia, cuja temperatura de cor é de 5.800 K.

Fator de depreciação (Fd): Deve ser considerado no cálculo para

que não haja uma diminuição do nível de iluminância média ao longo da vida útil da

lâmpada. Para compensar parte desta depreciação, estabelece-se um fator de

depreciação que é utilizado no cálculo do número de luminárias. Este fator evita que

o nível de iluminância atinja valores abaixo do mínimo recomendado e geralmente

são fornecidos pelos fabricantes.

Esse fator leva em consideração o fato de que, com o decorrer do

tempo, haverá acumulação de poeira nos aparelhos de iluminação, o teto e as

paredes ficarão sujos e as lâmpadas fornecerão menos quantidade de luz. Alguns

desses problemas podem ser eliminados ou amenizados fazendo-se uma

manutenção periódica.

Ofuscamento: Segundo Paula Freitas (2009, p. 28), o ofuscamento

gera uma redução na capacidade de visualização dos objetos e desconforto visual.

Pode ser de dois tipos:

Ofuscamento Direto: ocorre pela visualização direta da fonte de

luz (lâmpada ou luminária). Pode ser neutralizado pela utilização de aletas ou

difusores nas luminárias.

Ofuscamento Indireto: ocorre quando a reflexão da luz sobre o

plano de trabalho atinge o campo visual. Pode ser causado pelo excesso de luz no

ambiente ou pelo mau posicionamento das luminárias.

Reflexão, Transmissão e Absorção da Luz: Pierre Rodrigues (2002, p.8)

Quando se ilumina uma superfície de vidro, uma parte do fluxo

luminoso que incide sobre a mesma se reflete, outra atravessa a

superfície transmitindo-se ao outro lado, e uma terceira parte do fluxo

luminoso é absorvida pela própria superfície, transformando-se em

23

calor. Portanto, o fluxo luminoso incidente divide-se em três partes,

em uma dada proporção, que depende das características da

substância sobre a qual incide. Temos, pois, três fatores a definir:

refletância, transmitância e fator de absorção:

Refletância: Relação entre o fluxo luminoso refletido e o fluxo

luminoso incidente sobre uma superfície. É medida geralmente em

percentagem;

Transmitância: é a relação entre o fluxo luminoso transmitido por

uma superfície e o fluxo luminoso que incide sobre ela;

Fator de Absorção: é a relação entre o fluxo luminoso absorvido por

uma superfície e o fluxo luminoso que incide sobre a mesma.

2.3 Luxímetro

Luxímetro ou fotômetro é o equipamento que mede a iluminância

(lux) de um ambiente. Na figura 7 temos um exemplo de luxímetro digital.

Figura 7 – Luxímetro Digital Fonte: MINIPA

24

2.4 Sistema de Iluminação

A seguir serão apresentados conceitos, definições e sugestões que

servem de apoio na conservação de energia segundo COPEL (2005).

2.4.1 Características de um bom sistema de Iluminação aplicado às bibliotecas

O bom desempenho de um sistema de iluminação depende de

cuidados que se iniciam no projeto elétrico, envolvendo informações sobre

luminárias, perfil de utilização, tipo de atividade a ser exercida no local e outras.

É recomendável que os novos projetos de iluminação considerem os

seguintes pontos para obtenção de maior eficiência:

a) máximo aproveitamento da luz natural;

b) determinação de áreas efetivas de utilização;

c) nível de iluminação adequado ao trabalho, solicitado conforme

recomenda a norma brasileira NBR ISO/CIE 8995-1: Iluminação de ambientes de

trabalho;

d) circuitos independentes para utilização de iluminação parcial e por

setores;

e) iluminação localizada e pontos especiais como: mesas de leitura.

f) sistemas que permitam desviar o calor gerado pela iluminação

para fora do ambiente, visando reduzir a carga térmica dos condicionadores de ar;

g) seleção cuidadosa de lâmpadas e luminárias, buscando conforto

visual com mínima carga térmica ambiental;

h) utilização de luminárias espelhadas, também chamadas de alta

eficiência;

i) seleção cuidadosa dos reatores buscando a redução das perdas e

fator de potência mais alto;

j) utilização de relés fotoelétricos para controlar o número de

lâmpadas acesas, em função da luz natural no local.

O sistema elétrico em um local de trabalho deve proporcionar:

a) luz uniforme sobre todos os planos de trabalho;

b) luz suficientemente difusa, bem dirigida e distribuída para evitar

sombras e contrastes nocivos;

25

c) iluminação adequada com um mínimo de ofuscamento, direto ou

refletido;

d) reprodução de cor compatível com a natureza do trabalho.

Pierre Rodrigues (2002, p.10) afirma que a eficiência dos sistemas

de iluminação artificial está associada, basicamente, às características técnicas, à

eficiência e ao rendimento de um conjunto de elementos, dentre os quais se

destacam:

a) lâmpadas,

b) luminárias;

c) reatores;

d) circuitos de distribuição;

e) utilização da luz natural;

f) cores das superfícies internas;

g) mobiliário.

2.4.2 Lâmpadas

Lâmpadas de luz branca proporcionam um ambiente mais dinâmico

ideal para áreas de trabalho. Já a luz amarelada proporciona um ambiente mais

aconchegante ideal para áreas de descanso.

Quanto ao uso de uma ou outra lâmpada (branca ou mais amarela)

ou a combinação entre elas, trata-se de uma questão de gosto particular, ou seja,

dependerá do efeito, harmonização com as cores de mobília e paredes que cada um

deseja para o seu ambiente.

Lâmpadas incandescentes produzem energia luminosa a partir da

incandescência de um filamento de tungstênio. Estas embora sejam as mais

comuns, são as menos eficientes das encontradas usualmente. São utilizadas na

iluminação geral.

As lâmpadas de descarga possuem um princípio de funcionamento

completamente diferente ao das incandescentes, uma descarga elétrica entre os

eletrodos leva os componentes internos do tubo de descarga a produzirem luz.

Funcionam através do uso de reatores e, em alguns casos, só partem com auxílio de

ignitores.

26

A eficiência da iluminação e vida útil das lâmpadas são fatores

determinantes para o sucesso de uma boa instalação e nível de Iluminamento

adequado, bem como a economia de energia, assim deve-se estar atento a estes

pontos.

Os tipos existentes de lâmpadas são:

a) incandescente: tradicional e halógena;

b) de descarga elétrica: fluorescentes compactas, fluorescentes

tubulares, vapor de mercúrio, luz mista, vapor de sódio e vapor metálico.

2.4.2.1 Lâmpadas fluorescentes tubulares

As lâmpadas fluorescentes tubulares merecem destaque pois são

elas o objeto deste trabalho.

Fluorescentes: São lâmpadas que utilizam descarga elétrica através

de gás. Consistem em um bulbo cilíndrico de vidro revestido de material fluorescente

(cristais de fósforo), contendo vapor de mercúrio a baixa pressão em seu interior e

portando em suas extremidades eletrodos de tungstênio. Com relação à cor

irradiada podem ser encontradas em diversas tonalidades, dependendo do

fabricante. Dessa forma, conforme a finalidade deverá ser aplicada o tipo de

lâmpada adequada. As lâmpadas fluorescentes são usadas na iluminação em geral

e necessitam, para seu funcionamento, de dois equipamentos auxiliares: reator e

starter.

Reator: Para produzir a sobretensão necessária ao início da

descarga e para limitar a corrente. Existem dois tipos - Convencional e o de Partida

Rápida (não necessita de Starter).

Starter: Para ligar e desligar os eletrodos (em caso de reatores de

partida convencional).

2.4.3 Luminárias

A norma NBR IEC 60598-1 define luminária no item 1.2.1 como:

Aparelho que distribui, filtra ou transforma a luz emitida por uma ou

mais lâmpadas e que compreende, com exceção das próprias lâmpadas, todas as

partes necessárias para sustentar, fixar e proteger as lâmpadas e, quando

27

necessário, circuitos auxiliares, bem como os meios para ligá-las à rede de

alimentação.

As luminárias devem ser projetadas e construídas de modo que, em

utilização normal, sua operação seja segura e não cause perigo às pessoas e ao

ambiente próximo. A principal função de uma luminária é distribuir de maneira

adequada à luz emitida pelas lâmpadas sobre o plano de trabalho.

Suas partes principais são:

a) o receptáculo para a fonte luminosa;

b) os dispositivos para modificar a distribuição espacial do fluxo

luminoso emitido (refletores, refratores, difusores, colmeias etc.);

c) a carcaça, órgãos acessórios e de complementação.

Segundo Pierre Rodrigues (2002, p.10) uma luminária eficiente

aperfeiçoa o desempenho do sistema de iluminação artificial. A eficiência de uma

luminária pode ser obtida pela relação entre a luz emitida pela mesma e a luz

emitida pela lâmpada. Isto se explica pelo fato de uma parte da luz emitida pela

lâmpada ser absorvida pela luminária, enquanto a restante é emitida ao espaço. O

valor da fração de emissão da luz da luminária depende dos materiais empregados

na sua construção, da refletância das suas superfícies, de sua forma, dos

dispositivos usados para proteger as lâmpadas e do seu estado de conservação.

Quando se avalia a distribuição da luz a partir da luminária, deve-se considerar

como ela controla o brilho, assim como a proporção de lumens da lâmpada que

chegam ao plano de trabalho. A luminária pode modificar (controlar, distribuir e

filtrar), o fluxo luminoso emitido pelas lâmpadas: desviá-lo para certas direções

(defletores), ou reduzir a quantidade de luz em certas direções para diminuir o

ofuscamento (difusores).

Receptáculo para fonte luminosa: elemento de fixação. Funciona

como um contato elétrico entre o circuito de alimentação externo e a lâmpada.

Normalmente as partes isolantes são construídas de porcelana vitrificada, as partes

condutoras deverão ser de latão, e as que possuem efeito de mola, de bronze

fosforoso. Além da resistência à temperatura de funcionamento, deve-se verificar a

estabilidade de fixação da lâmpada/receptáculo quando a luminária estiver sujeita às

intensas vibrações mecânicas, o que obrigará a utilização de soquetes tipo

antivibratório.

28

Refletores: são dispositivos geralmente de metal ou plástico

metalizado com alta refletância e são formatados de modo a redirecionar a luz

emitida pela lâmpada por reflexão. Podem ter acabamentos especular, semi-

especular ou difuso.

Os perfis de refletores mais utilizados são os circulares, os

parabólicos, os elípticos e os de formas especiais normalmente assimétricos. Cada

tipo de refletor possui sua aplicação específica. Podem ser construídos de vidro ou

plásticos espelhados, alumínio polido, chapa de aço esmaltado ou pintado de

branco. O vidro espelhado, apesar da alta refletância, é pouco utilizado devido a sua

fragilidade, peso elevado e custo. O alumínio polido é uma opção, pois alia às

vantagens de alta refletância, razoável resistência mecânica, peso reduzido e custo

relativamente baixo.

Refratores: são dispositivos de controle que tiram proveito da

mudança de direção da luz quando esta atravessa materiais de diferentes

transmitâncias ópticas.

Geralmente de vidro ou plástico, podem ser constituídos por prismas

lineares ou prismas piramidais tridimensionais. Estes prismas controlam a direção da

luz e podem ser usados para obscurecer lâmpadas e reduzir sua luminância,

aumentando a área de emissão de luz da luminária. Em muitas luminárias esses

dispositivos tem como finalidade principal à vedação da luminária, protegendo a

parte interna contra poeira, chuva, poluição e impactos.

Difusores e Colméias: são elementos de controle que redirecionam a

luz em várias direções. Também são usados para distribuir a luz, obscurecer o

interior de luminárias, esconder a lâmpada e reduzir altas luminâncias, aumentando

a área de emissão de luz da luminária, reduzindo as possibilidades de ofuscamento.

É o caso das placas de vidro fosco ou bacias de plástico, acrílico ou policarbonato

das luminárias fluorescentes. Podem também ser utilizados para conseguir-se um

aumento da abertura de facho de uma luminária.

Carcaça, Órgãos de fixação e de Complementação: As estruturas

básicas das luminárias podem ser construídas de diversos materiais. Nas luminárias

para lâmpadas fluorescentes, a carcaça é o próprio refletor, de chapa de aço, com

acabamento geralmente em tinta esmaltada branca. A espessura da chapa deverá

ser compatível com a rigidez mecânica do aparelho. A pintura deve ser de boa

qualidade para melhor aderência e estabilidade.

29

Nas luminárias utilizadas no tempo ou em ambientes úmidos, dá-se

preferência a carcaças de alumínio ou plásticos devidamente estabilizados contra

radiações.

No caso das luminárias herméticas, à prova de água e vapores,

especial cuidado deve ser tomado em relação às juntas e gaxetas de vedação, no

que tange à resistência às intempéries, à temperatura e ao envelhecimento.

2.4.4 Equipamentos Auxiliares

De acordo com Pierre Rodrigues (2002), os equipamentos auxiliares

são:

Reatores: Tem por finalidade provocar um aumento de tensão

durante a ignição e uma redução na intensidade da corrente, durante o

funcionamento da lâmpada. Em termos construtivos podem se apresentar de duas

formas: reatores eletromagnéticos ou reatores eletrônicos.

Reatores eletromagnéticos: são os mais comuns nas instalações.

Geralmente compostos de núcleo de ferro, bobinas de cobre e capacitores para

correção do fator de potência. Devido as suas perdas elétricas, emissão de ruído

audível, efeito flicker e carga térmica elevada não são vistos com bons olhos por

aqueles que pretendem fazer uso eficiente da energia elétrica.

Reatores eletrônicos: são os mais procurados por profissionais

voltados ao uso eficiente de energia. Trabalham em alta freqüência (20 a 50 kHz),

sendo mais eficientes que os eletromagnéticos na conversão de potência elétrica em

potência luminosa. A qualidade do produto, no entanto, é um fator que deve ser

levado em consideração para que se obtenha sucesso na execução do projeto. Na

tabela 1, os tipos de reator e suas perdas.

Tabela 1 – Potência média de perdas em reatores para lâmpadas fluorescentes

Tipo de Reator Lâmpadas (Quantidade

em Watts)

Tipo convencional com Starter (perdas

em Watts)

Tipo partida rápida ( perdas

em Watts)

Eletromagnético

Simples 1 x 20 7 12

1 x 40 13 15

Duplo 2 x 20 14 24

2 x 40 20 22

Simples 1 x 16 - 11

1 x 32 - 13

30

Eletromagnético

Simples 1 x 85 - 26

1 x 110 - 32

Duplo

2 x 16 - 13

2 x 32 - 21

2 x 85 - 32

2 x 110 - 48

Eletrônico

Simples

1 x 16 - 1

1 x 28 - 4

1 x 32 - 2

Duplo

2 x 16 - 2

2 x 28 - 8

2 x 32 - 4

Fonte: COPEL, 2005

2.4.5 Substituição de lâmpadas

Deve-se estudar a possibilidade de substituição de lâmpadas por

outras de maior eficiência luminosa, sem alterar as condições existentes de

iluminação adequada às atividades realizadas no local. As maiores possibilidades

residem na utilização de lâmpadas de vapor de sódio e vapor de mercúrio para

iluminar galpões, depósitos, estacionamentos, pátios e na substituição de lâmpadas

incandescentes por fluorescentes. Para se ter idéia de valores, a equação a seguir

demonstra como é calculado o consumo mensal de energia (kWh/mês).

⁄

Assim, se houver possibilidade física de substituição das lâmpadas,

sem prejudicar os níveis de conforto, o novo sistema de iluminação pode ser mais

eficiente e econômico.

2.4.6 Acompanhamento e análise de consumo

Segundo COPEL (2005, p.9)

“O acompanhamento do consumo de eletricidade tem como objetivos

principais: conhecer em detalhes as despesas mensais, verificar sua

evolução ao longo do tempo identificar ações que possam ser

adotadas para minimizar os dispêndios com esse item.

31

Numa primeira etapa, o consumo pode ser acompanhado a partir de

análise mensal das faturas apresentadas pelas concessionárias.

Recomenda-se que esses dados sejam resumidos em formulário

próprio, em que se possa observar, também, a sua evolução ao

longo dos meses.

É importante que as contas de energia sejam analisadas pelas áreas

técnicas da empresa como, por exemplo, a manutenção e não

somente pelas áreas administrativas responsáveis pelo seu

pagamento e contabilização.

Para que essa análise resulte em redução efetiva de despesas, é

importante um bom conhecimento da legislação que regulamenta o

fornecimento de energia elétrica, a qual estabelece as modalidades

tarifárias disponíveis, as grandezas a serem utilizadas para o

faturamento, os parâmetros fixados em contrato, bem como regula o

relacionamento concessionária – consumidor de eletricidade.”.

2.4.7 Monitoramento do Consumo

De acordo com COPEL (2005, p.10)

“Muitas vezes, o acompanhamento do consumo através das contas

de energia não é suficiente para um melhor conhecimento de como a

eletricidade é consumida nos diversos equipamentos instalados, qual

participação de cada um no consumo da empresa e sua influencia

sobre o valor da conta. [...].

Quando as instalações da empresa apresentam maior porte ou

complexidade, a análise das características de consumo pode ser

dificultada, se dispõe de um único ponto totalizando todo o consumo.

É conveniente, então, a instalação de medidores em diversos locais,

como: seções, galpões, circuitos ou até máquinas, se for o caso.

Esse procedimento permite acompanhar não só o consumo de

eletricidade, como também fornecer informações que possibilitem

determinar a forma como a energia é consumida. É, também,

fundamental para priorizar os pontos a serem atacados e identificar

as ações a serem empregadas para redução do consumo.”

32

2.5 Fator de Potência

Philips (2012) afirma que o fator de potência indica o grau de

defasagem entre a tensão e a corrente proporcionada pelo reator no circuito. Esse

valor é fornecido pelo fabricante do reator e consta em catálogos e na etiqueta do

produto.

De acordo com a portaria do DNAEE-1569/93, o fator de potência é

considerado alto quando for maior do que 0,92 indutivo ou capacitivo.

Este valor revela com qual eficiência uma instalação está utilizando

a energia elétrica. Consiste na relação entre a potência consumida (kW) e a potência

fornecida pela Concessionária (kVA).

Aparelhos elétricos, inclusive os reatores, consomem uma energia

chamada reativa. A Concessionária fornece a energia conhecida como potência

aparente e o consumo das instalações é medido pela potência ativa.

Quando o reator de alto fator de potência é utilizado, a corrente

elétrica diminui quando comparada com o sistema de baixo fator de potência. Isso

não implica na redução de energia, pois a quantidade de lâmpadas é a mesma, mas

a economia será facilmente reconhecida na compra dos materiais elétricos

necessários para a instalação (cabos, disjuntores, fusíveis, entre outros).

Não é aconselhado instalar grande quantidade de reatores de baixo

fator de potência em uma instalação para evitar sobrecarga de correntes harmônicas

no circuito e, além disso, o fator de potência da instalação total pode ficar

comprometido.

Uma das características que são citadas nos dados técnicos de um

reator é distorção harmônica total (THD), que trata de correntes alternadas que

causam poluição ou interferência na rede, geradas por equipamentos eletrônicos de

alta frequência.

Essa poluição ou interferência é gerada por harmônicas de corrente

e vários equipamentos contribuem para isso, como por exemplo: inversores de

freqüência, máquinas de soldar, reatores eletrônicos de baixa potência, entre outros.

Com o surgimento das harmônicas, tem-se a necessidade de

dimensionar condutores de maior bitola e dispositivos de proteção, levando-se em

33

conta os componentes harmônicos dos diversos circuitos em uma instalação

elétrica.

Os principais efeitos observados em instalações e componentes

submetidos à presença de harmônicas são: aquecimento excessivo em

equipamentos elétricos, disparos de dispositivos de proteção (disjuntores residuais),

ressonância (queima de banco de capacitores), redução no rendimento de motores

elétricos, queda de tensão e redução do fator de potência da instalação, tensão

elevada entre o neutro e terra, entre outros.

2.6 Eficiência Energética

A eficiência energética está relacionada diretamente com a utilização

racional da energia. Pode ser definida como a otimização do uso das fontes de

consumo de energia.

Qualquer atividade em uma sociedade moderna só é possível com o

uso intensivo de uma ou mais formas de energia. Dentre as diversas formas de

energia interessam, em particular, aquelas que são processadas pela sociedade e

colocadas à disposição dos consumidores onde e quando necessárias, tais como a

eletricidade, a gasolina, o álcool, óleo diesel, gás natural etc.

A energia é usada em aparelhos simples (lâmpadas e motores

elétricos) ou em sistemas mais complexos que encerram diversos outros

equipamentos (geladeira, automóvel ou uma fábrica).

Estes equipamentos e sistemas transformam formas de energia.

Uma parte dela sempre é perdida para o meio ambiente durante esse processo. Por

exemplo: uma lâmpada transforma a eletricidade em luz e calor. Como o objetivo da

lâmpada é iluminar, uma medida da sua eficiência é obtida dividindo a energia da luz

pela energia elétrica usada pela lâmpada.

Outra fonte de desperdício deriva do uso inadequado dos aparelhos

e sistemas. Uma lâmpada acesa em uma sala sem ninguém também é um

desperdício, pois a luz não serve ao seu propósito de iluminação.

Sem dúvida, uma utilização racional de energia garantirá uma

economia de consumo energético e um futuro melhor para as próximas gerações.

34

2.7 PROCEL

O Programa Nacional de Conservação de Energia Elétrica (Procel)

promove a racionalização do consumo de energia elétrica, para combater o

desperdício e reduzir os custos e os investimentos setoriais, aumentando a

eficiência energética. Criado pelo governo federal, em 1985, é executado pela

Eletrobras, com recursos da empresa, da Reserva Global de Reversão (RGR) e de

entidades internacionais.

Em 2011, o Procel desenvolveu projetos que contribuíram para

economizar cerca de 6,696 bilhões de KWh de energia. Esse resultado equivale ao

consumo anual de energia elétrica de aproximadamente 3,6 milhões de residências,

poupando um investimento de R$ 756,5 milhões na expansão da geração de energia

elétrica.

Instituído em 1993, o Selo Procel de Economia de Energia indica ao

consumidor, no ato da compra, os produtos que apresentam os melhores níveis de

eficiência energética dentro de cada categoria. O objetivo é estimular a fabricação e

a comercialização de produtos mais eficientes, contribuindo para o desenvolvimento

tecnológico e a redução de impactos ambientais.

Também desde 1993, o programa promove o Prêmio Nacional de

Conservação e Uso Racional de Energia, conhecido como Prêmio Procel, que

reconhece o empenho e os resultados obtidos pelos agentes atuantes no combate

ao desperdício de energia. Concedido anualmente, o Prêmio Procel visa estimular a

sociedade a implementar ações que efetivamente reduzam o consumo de energia

elétrica.

35

3 METODOLOGIA

Para que se possa conduzir um estudo de caso é necessário que se

colete dados, evidências de distintas fontes sobre o objeto a ser estudado. A seguir

é apresentado o método utilizado neste trabalho

3.1 Documento

Inicialmente foi feito o levantamento de registros que estão em

arquivo e documentações sobre o local a ser estudado. Neste caso o documento

necessário foi a planta baixa para guiar e facilitar as medições que seriam realizadas

no local.

Percorrendo o local e comparando com a planta baixa fornecida foi

possível perceber que a biblioteca foi reformada, sua estrutura é atualmente muito

parecida com a apresentada na planta baixa, mas muitos ambientes tiveram a sua

finalidade alterada.

3.2 Entrevistas

As entrevistas para este estudo foram feitas de forma espontânea

com a diretoria, funcionários e visitantes em geral da biblioteca. Essas entrevistas

foram necessárias para a coleta de informações importantes para definição das

condições técnicas existentes, a identificação do uso e pontos favoráveis e

desfavoráveis das instalações existentes.

3.3 Coleta de dados

A coleta dos dados para o desenvolvimento deste trabalho foi feita

no local. Na visita de campo são observadas as características do local como a cor

das paredes, chão e mobília. É visto também a manutenção dada aos equipamentos

É necessário que seja feito o levantamento dos locais onde existe

iluminação natural. Também são observados o número, tipo e potência dos

equipamentos de iluminação artificial existentes como lâmpadas, luminárias e

reatores.

36

3.3.1 O luxímetro utilizado

O luxímetro utilizado para a medição das iluminâncias foi o luxímetro

apresentado na figura 8.

Figura 8 – Aparelho utilizado - Luxímetro Digital Minipa MLM-1332 Fonte: Autoria própria

Como já foi dito anteriormente, o luxímetro digital é um instrumento

preciso usado para medir a iluminação em campo. No luxímetro utilizado o ângulo

de incidência de luz é totalmente corrigido conforme a curva do cosseno. O

instrumento é compacto, resistente e de fácil manuseio devido a sua construção. O

dispositivo sensor de luz usado neste medidor é um diodo de silicone de vida longa

e muita estabilidade.

Entre suas características estão a alta precisão e resposta rápida.

Medida de nível de luz na faixa e 0,1 lux a 200.000 lux. Possui tempo de subida e

descida rápidos e o fator de correção não precisa ser manualmente calculado para

fontes de luz não padronizadas.

37

3.3.2 Medições

As medições foram realizadas seguindo as normas da ABNT

(Associação Brasileira de Normas Técnicas), o órgão responsável pela normalização

técnica no Brasil. As normas e regulamentações são um conjunto de preceitos e

princípios que fornecem a base necessária ao desenvolvimento tecnológico

brasileiro. Sua utilização é destinada pela sociedade em geral e impõe um padrão

mínimo de qualidade e segurança.

Este trabalho começou a ser realizado no início do ano de 2012 e

concluído em junho de 2013. Em 21 de abril de 2013 entrou em vigor uma nova

norma para iluminação: NBR ISO/CIE 8995-1: Iluminação de ambientes internos de

trabalho. Esta norma é uma adoção idêntica em conteúdo técnico, estrutura e

redação, à ISO/CIE 8995-1:2002. Esta norma cancela e substitui a ABNT NBR

5413:1992 e ABNT NBR 5382:1985. Como este trabalho foi desenvolvido em grande

parte enquanto as NBR 5413:1992 e NBR 5382:1985 estavam em vigor, serão feitas

algumas considerações sobre elas comparadas a norma que entrou em vigor

durante a realização do trabalho, a NBR ISO/CIE 8995-1:2013.

3.3.2.1 NBR 5413/1992 – Iluminância de Interiores

A Norma NBR 5413/1992– Iluminância de Interiores estabelece os

valores de iluminâncias médias mínimas em serviço para iluminação artificial em

interiores, onde se realizam atividades de comércio, indústria, ensino, esporte entre

outras.

Os termos técnicos utilizados nesta norma são:

Iluminância: Limite da razão do fluxo luminoso recebido pela

superfície em torno de um ponto considerado, para a área da superfície quando esta

tende para zero.

Campo de trabalho: Região onde, para qualquer superfície nela

situada, exigem-se condições de iluminância apropriadas ao trabalho visual a ser

realizado.

Vemos nas normas as condições gerais que devem ser adotadas.

38

a) A iluminação deve ser medida no campo de trabalho. Quando

este não for definido, entende-se como tal o nível referente a

um plano horizontal a 0,8 m do piso.

b) No caso de ser necessário elevar a iluminação em limitado

campo de trabalho, pode-se usar iluminação suplementar.

c) A iluminância no restante do ambiente não deve ser inferior a

1/10 da adotada para o campo de trabalho, mesmo que haja

recomendação para valor menor.

d) Recomenda-se que a iluminância em qualquer ponto do campo

de trabalho não seja inferior a 70% da iluminância média

determinada segundo a NBR 5382.

3.3.2.1.1 Iluminância em lux, por tipo de atividade (valores médios em serviço)

A seguir, são considerados e citados os itens utilizados neste

trabalho segundo a NBR 5413/92.

5.3.5 Bibliotecas

- sala de leitura ....................................................300 - 500 - 750 Lux

- recinto das estantes ..........................................200 - 300 - 500 Lux

- fichário ...............................................................200 - 300 - 500 Lux

5.3.10 Corredores e escadas

- geral.....................................................................75 - 100 - 150 Lux

3.3.2.1.2 Seleção de Iluminância

Para determinação da iluminância conveniente é recomendável

considerar que uso adequado de iluminância específica é determinado por três

fatores, de acordo com a tabela 2.

39

Tabela 2 - Fatores determinantes da iluminância adequada

Características da

tarefa do

observador

Peso

-1 0 +1

Idade Inferior a 40 anos 40 a 55 anos Superior a 55 anos

Velocidade e

precisão Sem importância Importante Crítica

Refletância do

fundo da tarefa Superior a 70% 30 a 70% Inferior a 30%

Fonte: ABNT (1992, p.2)

O procedimento é o seguinte:

a) analisar cada característica para determinar o seu peso (-1, 0

ou +1);

b) somar os três valores encontrados, algebricamente,

considerando o sinal;

c) usar a iluminância inferior do grupo, quando o valor total for

igual a -2 ou -3; a iluminância superior, quando a soma for +2

ou +3; e a iluminância média, nos outros casos.

A maioria das tarefas visuais apresenta pelo menos média precisão.

Para cada tipo de local ou atividade, três iluminâncias são indicadas,

sendo a seleção do valor recomendado feita da seguinte maneira:

a) Das três iluminâncias, considerar o valor do meio, devendo

este ser utilizado em todos os casos.

b) O valor mais alto, das três iluminâncias, deve ser utilizado

quando:

a tarefa se apresenta com refletâncias e contrastes

bastante baixos;

erros são de difícil correção;

o trabalho visual é crítico;

alta produtividade ou precisão são de grande importância;

a capacidade visual do observador está abaixo da média.

40

Nota: Como exemplo de precisão, pode-se mencionar a leitura simples de um jornal

versus a leitura de uma receita médica, sendo a primeira sem importância e a

segunda crítica.

O valor mais baixo, das três iluminâncias, pode ser usado quando:

a) refletâncias ou contrastes são relativamente altos;

b) a velocidade e/ou precisão não são importantes;

c) a tarefa é executada ocasionalmente.

Para o estudo em questão, segundo as normas de seleção de

iluminâncias consideramos que o observador possui geralmente menos de 40 (peso

-1), a velocidade e precisão são sem importância (peso -1) e a refletância de fundo

seja maior do que 70% (peso -1). Somando esses valores obtemos um valor total de

-3. Sendo assim, consideramos então coluna da esquerda nos valores de

iluminâncias mínimas. Temos então os valores de 300 lux para salas de leitura, 200

lux para recinto das estantes, 200 lux para fichário, 75 lux para corredores e

escadas.

3.3.2.2 NBR 5382/1985 - Verificação de iluminância de interiores

A Norma NBR 5382/1985 fixa o modo pelo qual se faz a verificação

da iluminância de interiores de áreas retangulares, através da iluminância média

sobre um plano horizontal, proveniente da iluminação geral.

Segundo a norma deve ser usado um instrumento com fotocélula

com correção do cosseno e correção de cor, com temperatura ambiental entre 15°C

e 50°C, sempre que possível.

Deve-se ressaltar que os resultados somente serão válidos nas

condições existentes durante a medição.

É importante constar uma descrição dos fatores que influem no

resultado, como: refletâncias, tipo de lâmpada e vida, voltagem e instrumentos

usados.

Antes da leitura as fotocélulas devem ser expostas a uma

iluminância mais ou menos igual à da instalação, até as mesmas se estabilizarem, o

que geralmente requer de 5 a 10 minutos.

41

A superfície da fotocélula deve ficar no plano horizontal, a uma

distância de 80 cm do piso.

3.3.2.2.1 Métodos de verificação

O uso destes métodos nos tipos de áreas descritas a seguir

resultará em valores de iluminância média com no máximo 10% de erro sobre os

valores que seriam obtidos pela divisão da área total em áreas de (50 x 50) cm,

fazendo-se uma medição em cada área e calculando-se a média aritmética.

a) Campo de trabalho regular, iluminado com fontes de luz em

padrão regular, simetricamente espaçadas em duas ou mais

fileiras

Figura 9 - Campo de trabalho regular, iluminado com fontes de luz em padrão regular, simetricamente espaçadas em duas ou mais fileiras

Fonte: ABNT(1982)

Fazer leituras nos lugares r1, r2, r3 e r4, para uma área típica

central. Repetir nos locais r5, r6, r7 e r8. Calcular a média aritmética das oito

medições. Este valor é R que será substituído na equação.

42

Fazer leituras nos lugares q1, q2, q3 e q4, em duas meias áreas

típicas, em cada lado do recinto. Calcular a média aritmética das quatro leituras.

Este valor é Q na equação.

Fazer leituras nos quatro locais t1, t2, t3 e t4 e calcular a média

aritmética. Este valor é T na equação.

Fazer leituras nos dois lugares p1 e p2 em dois cantos típicos e

calcular a média aritmética das duas leituras. Este valor é P na equação.

Determinar a iluminância média na área, com a seguinte equação:

( )( ) ( ) ( )

Onde:

N = número de luminárias por fila

M = número de filas

b) Área retangular com luminária central

Figura 10 – Área retangular com luminária central

Fonte: ABNT (1982)

Fazer leituras nos lugares p1, p2, p3 e p4. Calcular a média

aritmética dos quatro lugares, que é a iluminância média da área.

c) Área regular com linha única de luminárias individuais

43

Figura 11 - Área regular com linha única de luminárias individuais Fonte: ABNT(1982)

Fazer leituras nos oito lugares q1, q2, q3, q4, q5, q6, q7 e q8 e

calcular a media aritmética (Q na equação).

Fazer leituras nos dois lugares p1 e p2 e calcular a média aritmética

(P na equação).

Determinar a média por meio da equação:

( )

Onde:

N = número de luminárias

3.3.2.3 NBR ISO/CIE 8995-1:2013: Iluminação de ambientes internos de trabalho

Esta norma especifica os requisitos de iluminação para locais de

trabalho internos e os requisitos para que as pessoas desempenhem tarefas visuais

de maneira eficiente, com conforto e segurança durante todo o período de trabalho.

Termos utilizados nesta norma:

Tarefa visual: Os elementos visuais da tarefa a ser realizada.

Área da tarefa: A área parcial em um local de trabalho no qual a

tarefa visual está localizada e é realizada.

Entorno imediato: Uma zona de no mínimo 0,5 m de largura ao redor

da área da tarefa dentro do campo de visão.

Iluminância mantida (Em): Valor abaixo do qual a iluminância média

da superfície especificada não poderá ser reduzido.

44

Índice de ofuscamento unificado (UGR - Unified Glare Rating): A

definição da CIE para o nível de desconforto por ofuscamento.

Índice limite de ofuscamento unificado (UGR - Limiting Unified Glare

Rating): O valor máximo permitido do nível de ofuscamento unificado de projeto para

uma instalação de iluminação.

Ângulo de corte: ângulo medido a partir do plano horizontal, abaixo

do qual as lâmpadas são protegidas da visão direta do observador pela luminária.

Plano de trabalho: a superfície de referência definida como o plano

onde o trabalho é habitualmente realizado.

3.3.2.3.1 Requisitos para o planejamento da iluminação

Os requisitos de iluminação recomendados para diversos ambientes

e atividades estão estabelecidos nas tabelas desta seção da seguinte maneira:

Coluna 1: Lista de ambientes (áreas), tarefas ou atividades - A

coluna 1 lista aqueles ambientes, tarefas ou atividades para os quais os requisitos

específicos são dados. Se um ambiente em particular, tarefa ou atividade não

estiverem listados, convém que sejam adotados os valores dados para uma situação

similar.

Coluna 2: Iluminância mantida (Em, lux) - A coluna 2 estabelece a

iluminância mantida na superfície de referência para um ambiente, tarefa ou

atividade estabelecidos na coluna 1.

Coluna 3: Índice limite de ofuscamento unificado (UGRL) - A coluna

3 estabelece o UGR limite aplicável para a situação listada na coluna 1.

Coluna 4: Índice de reprodução de cor mínimo (RaL) - A coluna 4

estabelece o índice de reprodução de cor mínimo para a situação listada na coluna

1.

Coluna 5: Observações - Recomendações e notas de rodapé são

dadas para as exceções e aplicações especiais referentes às situações listadas na

coluna 1.

45

Tabela 3 – Parâmetros para iluminação

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

Estantes 200 19 80

Ärea de leitura 500 19 80

Bibliotecárias 500 19 80

Corredores 100 28 40 Nas entradas e saídas estabelecer

uma zona de transição a fim de evitar mudanças bruscas

Fonte: ABNT(2013, p.20)

Os parâmetros citados na tabela 3 são os valores utilizados neste

trabalho de acordo com o tipo de ambiente estudado.

46

4 ESTUDO DE CASO

4.1 Local e suas características

Este trabalho é um estudo feito da Biblioteca Pública Municipal

Pedro Viriato Parigot de Souza, que está localizada na Avenida Rio de Janeiro, 413.

A biblioteca foi inaugurada, nesse local, no cinquentenário da cidade de Londrina no

dia 10 de dezembro de 1984, onde funciona até os dias de hoje e pode ser vista na

figura 12.

Figura 12 – Biblioteca Pública Municipal Pedro Viriato Parigot de Souza

Fonte: O diário

Em 1998 a Biblioteca Pública foi totalmente revitalizada. Foram

feitas pinturas interna e externa do prédio, a nova iluminação do prédio e do

calçadão. O mobiliário e balcões foram inteiramente remodelados, ganhando um

novo layout.

Em setembro de 1998, por ocasião do 47º aniversário da Biblioteca,

foi inaugurado também o serviço de internet ao usuário. Londrina conta hoje com

uma bela Biblioteca, localizada numa área central nobre, num dos mais belos

prédios históricos da cidade de Londrina.

A biblioteca como um todo possui três andares: A biblioteca infantil,

que fica em um pavimento inferior aos fundos da propriedade, o pavimento térreo e

47

o pavimento superior. Esses pavimentos serão descritos com mais detalhes no item

4.4 Medições.

Atualmente o horário de funcionamento da Biblioteca é de segunda-

feira à sexta-feira das 08h00 às 19h00. E quinzenalmente aos sábados das 8h às

13h.

As mesas da biblioteca em sua grande maioria são de cor clara,

mostrada na figura 13.

Figura 13 – Móveis da Biblioteca

Fonte: Autoria própria

Mantendo-se a fotocélula voltada para a superfície e afastada 10 cm

desta, determina-se a iluminância refletida por esta superfície e em seguida, a

iluminância refletida pelo mesmo ponto coberto pelo papel branco. Admitindo a

refletância do papel branco como sendo 90%, a refletância da superfície é

determinada através de uma proporção.

Obtivemos que a refletância das mesas de cor clara era de 74,3%.

Ao ser feita a visita de campo foi possível notar que várias luminárias

tinham algumas ou mesmo todas as lâmpadas não funcionavam. Ao entrevistarmos

o funcionário responsável pela manutenção e a diretora foi dito que a Biblioteca não

48

possui nenhum tipo de estoque de equipamentos para que se possa, por exemplo,

trocar uma lâmpada queimada. Há alguns anos entidades filantrópicas da cidade de

Londrina vem contribuindo com a Biblioteca através de doações como a de

lâmpadas.

4.1.1 Luminárias

As luminárias encontradas na biblioteca são do tipo mostrado na

figura 14. São luminárias do tipo calha e seu fabricante é desconhecido.

Figura 14 – Tipo de luminária usada nas instalações da biblioteca - Luminária tipo calha Fonte: Lumicenter

Neste tipo de luminárias, encontramos nas dependências da

biblioteca variações para 1, 2 ou 4 lâmpadas.

4.1.2 Lâmpadas

As lâmpadas utilizadas nas luminárias são do tipo fluorescente

tubular de 40 W, como na figura 15.

49

Figura 15 - Lâmpada Fluorescente Tubular Fonte: Osram(2004)

4.1.3 Reatores

Os reatores usados nas instalações do prédio são do tipo

eletromagnético de partida rápida. Um reator simples para lâmpadas de 40 W

consome 15 W e um reator duplo para lâmpadas de 40 W consome 22W. Fator de

potência de 0,95.

Nas luminárias que comportam somente uma lâmpada, é usado o

reator simples eletromagnético de partida rápida. Já no caso das luminárias em que

usam 2 lâmpadas, é usado um reator duplo. Para as luminárias de 4 lâmpadas, são

usados dois reatores duplos.

4.2 Medições

As medições na biblioteca foram feitas por ambiente.

Neste estudo foram separados em algumas categorias os grupos de

ambientes para que se possam fazer considerações gerais para estes conjuntos de

ambientes.

Para que seja feita a análise, consideraremos as áreas da biblioteca

onde há maior circulação de pessoas. Esses ambientes são iluminados

artificialmente praticamente todo o tempo em que a biblioteca fica aberta.

Como a biblioteca possui três pavimentos, foi elaborada uma

abordagem dos equipamentos e o consumo por pavimento. Os dados coletados

50

abaixo são referentes aos equipamentos instalados em cada ambiente, a iluminância

média e o cálculo do consumo obtendo a potência total por pavimento.

4.2.1 Biblioteca Infantil

No pavimento inferior, mostrado na figura 16, vemos a planta baixa

da biblioteca infantil e os ambientes que são usados para processamento técnico e

triagem do acervo que chega a biblioteca. Só foram selecionados para o estudo os

ambientes que ficam com as luzes acesas durante todo o funcionamento da

biblioteca. Os ambientes não abordados são de uso esporádico como banheiros e

depósitos.

Figura 16 – Planta baixa da biblioteca infantil Fonte: Autoria própria

Para que se possa fazer o estudo da iluminação atual da biblioteca,

coletamos dados que estão na tabela 4

Tabela 4 – Biblioteca Infantil: Distribuição e características dos equipamentos

Ambiente Equipamento Quantidade Tipo Potência total (W)

Iluminância média (lux)

1 – Gibiteca

Luminária 1 Luminária de

sobrepor -

85,5 Lâmpada 1 Fluorescente Tubular 40W

40

Reator 1 Partida rápida

15 W 15

51

2- Sala de leitura


sobrepor -


160


22W 44

3 - Sala de leitura


sobrepor -


160


22W 44

4 - Atendimento


sobrepor -


80


22W 22

5 -Triagem do Acervo


sobrepor -


960


22W 264

6 – Processamento

Técnico


sobrepor -


480


22W 132

7 - Corredor


sobrepor -

83,0 Lâmpada 2

Fluorescente

Tubular 40W 80


22W 22


Fazendo a soma dos dados da tabela 4 temos uma potência

instalada total de 2503W.

4.2.2 Pavimento Térreo

A planta baixa do pavimento térreo foi dividida em duas partes para

facilitar sua visualização. A figura 17a representa a parte que fica mais a norte no

pavimento térreo.

52

Figura 17a – Planta baixa do pavimento térreo


Já a figura 17b representa a parte mais ao sul da planta baixa do pavimento térreo

da biblioteca.

Figura 17b – Planta baixa do pavimento térreo


Os dados coletados referentes aos equipamentos e iluminância do

pavimento térreo estão na tabela 5.

53

Tabela 5 - Pavimento Térreo: Distribuição e características dos equipamentos



8 - Leitura de jornais


sobrepor -

369,5

Lâmpada 44 Fluorescente Tubular 40W

1760


22W 484

9 - Corredor


sobrepor -

203,6


240


22W 66

10 - Diretoria

Luminária

1

Luminária de sobrepor

-

243 Lâmpada 4

Fluorescente Tubular 40W

160


22W 44

11 - Recepção e Empréstimos


sobrepor -

328,6


80


22W 22


sobrepor -


480


22W 132

12 - Hall


sobrepor -

150


240

54


22W 66

13 - Xerox


sobrepor -

344,2


160


22W 44

14 - Secretaria da Informática


sobrepor -

319,8


480


22W 132

15 - Xerox


sobrepor -

302,7


480


22W 132

16 – Acervo


sobrepor -

235,0


640


22W 176

17 – Corredor


sobrepor -

196,2


160


22W 44

55

18 - Sala de informática


sobrepor -

302,0


960


22W 264

19 – Corredor


sobrepor -

189,3


160


22W 44

20 – Corredor


sobrepor -

112,0


80


22W 22

21 – Acervo


sobrepor -

480,0


1600


22W 440

22 - Sala de Estudos


sobrepor -

566


480


22W 132

23 – Acervo Luminária 8 Luminária de

sobrepor - 322,6

56


960


22W 264

24 – Corredor


sobrepor -

391,6


800


22W 220




4.2.3 Pavimento Superior

A figura 18 representa a planta baixa do pavimento superior da

biblioteca.

Figura 18 – Planta baixa do pavimento superior Fonte: Autoria própria

57

Os dados coletados referentes aos equipamentos e iluminância do

pavimento térreo estão na tabela 6.

Tabela 6 - Pavimento Superior: Distribuição e características dos equipamentos



25 - Sala de estudo


sobrepor -


160

Reator 2 Partida

rápida 22W 44

26 - Sala Londrina


sobrepor -


160

Reator 2 Partida

rápida 22W 44

27 - Trabalho em equipe


sobrepor -

339 Lâmpada 4 Fluorescente Tubular 40W

160

Reator 2 Partida

rápida 22W 44

28 – Corredor


sobrepor -


320

Reator 4 Partida

rápida 22W 88

29 - Sala de leitura


sobrepor -


960

Reator 12 Partida

rápida 22W 264

30 - Sala de leitura


sobrepor -


960

Reator 12 Partida

rápida 22W 264




58

4.3 Avaliação

No piso inferior foi observado que as paredes são brancas, com piso

cinza claro e com o pé-direito alto com forro de madeira escura.

Foi possível observar que na biblioteca no piso térreo e no piso

superior as paredes e teto são brancos ou em tons claros. Já o piso é de madeira

escura em grande maioria dos ambientes. Estudos sobre a gerência do tempo de

limpeza e cuidados com os ambientes também foram levados em consideração, a

limpeza do chão e mesas é feita diariamente e a limpeza das janelas é feita

semanalmente. As mesas de estudo utilizadas são de cores claras, com exceção de

algumas salas que possuem mesas com a cor natural da madeira e os assentos são

em maioria pretos.

No projeto deve ser considerado o fator de depreciação. Para a

biblioteca, considerada um ambiente com boa manutenção, pode ser considerado

como 20% ou Fd=0,8.

Para os cálculos do consumo consideramos o horário de expediente

da biblioteca de segunda à sexta-feira das 08h00 às 19h00 e também

quinzenalmente aos sábados das 8h às 13h. Consideramos 11 horas de

funcionamento de segunda-feira à sexta-feira e de 5 horas aos sábados. O total de

horas de funcionamento da biblioteca de segunda-feira à sexta-feira, em uma

semana, é então de 55 horas. Considerando que um mês possui 4 semanas,

teremos que a biblioteca funciona 230 horas por mês. Durante o período em que a

biblioteca está funcionando, as luzes de todos os ambientes considerados são

acesas manualmente e permanecem acesas até o fechamento da biblioteca.

A soma da potência instalada considerando as lâmpadas e reatores

citados é de 18.619W.

Na tabela 7 são mostrados os valores de iluminância média dos

ambientes existentes na biblioteca infantil comparados com os valores mínimos

exigidos pela NBR 5413/1992 e pela norma NBR ISO/CIE 8995-1. Os ambientes

destacados tiveram a iluminância medida bem abaixo da iluminância requerida por

norma.

59

Tabela 7 - Biblioteca infantil: Iluminância

Ambiente

Iluminância mínima (lux)

Medição NBR 5413/1992 NBR ISO/CIE 8995-13

1 – Gibiteca 85,5 240 240

2- Sala de leitura

178,0 360 600

3 - Sala de leitura

150,5 360 600

4 - Atendimento 101,6 240 600

5 -Triagem do Acervo

156,6 240 240

6 – Processamento

Técnico 186,8 240 600

7 - Corredor 83,0 90 100


Na biblioteca infantil foi possível notar que todos os ambientes

estavam com a iluminância medida abaixo das especificadas por norma.

Podem-se observar na tabela 7 os valores da iluminâncias medidas

no pavimento térreo da biblioteca comparadas aos valores mínimos em norma.

Tabela 8 - Pavimento Térreo: Iluminância

Ambiente Iluminância mínima (lux)

Medição NBR 5413/1992 NBR ISO/CIE 8995

8 - Leitura de jornais 369,5 360 600

9 - Corredor 203,6 90 120

10 - Diretoria 243 240 600

11 - Recepção e

Empréstimos 328,6 240 600

12 - Hall 150 90 120

60

13 - Xerox 344,2 240 600

14 - Secretaria da

Informática 319,8 240 600

15 - Xerox 302,7 240 600

16 – Acervo 235,0 240 240

17 – Corredor 196,2 90 120

18 - Sala de informática 302,0 240 600

19 – Corredor 189,3 90 120

20 – Corredor 112,0 90 120

21 – Acervo 480,0 240 240

22 - Sala de Estudos 566 360 600

23 – Acervo 322,6 240 240

24 – Corredor 391,6 90 120

17 – Corredor 196,2 90 120

18 - Sala de informática 302,0 240 600

19 – Corredor 189,3 90 120


Nos ambientes da tabela 8, somente uma das salas de estudo está

com a iluminância medida abaixo da iluminância necessária, nos outros ambientes

as iluminâncias estão de acordo com a norma.

Pode-se observar na tabela 9 os valores da iluminâncias medidas no

pavimento superior da biblioteca comparadas aos valores mínimos em norma.

Tabela 9 - Pavimento Superior : Iluminância

Ambiente

Iluminância mínima (lux)

Medição NBR 5413/1992

NBR ISO/CIE 8995/2013

25 - Sala de estudo 342,6 360 600

61

26 - Sala Londrina 305,2 240 600

27 - Trabalho em equipe 339 360 600

28 – Corredor 247,0 90 120

29 - Sala de leitura 298,2 360 600

30 - Sala de leitura 276,3 360 600


Na tabela 10 a maioria dos ambientes tem iluminação adequada.

Duas das salas de leitura estavam com a iluminância medida um pouco abaixo da

iluminância necessária.

4.4 Proposta

Posteriormente ao levantamento de dados dos equipamentos

instalados e iluminâncias, foi feita sua análise.

Para os ambientes em que a iluminância está de acordo com as

normas brasileiras, será verificado se é possível substituir os equipamentos

existentes por equipamentos de maior eficiência energética.

4.4.1 Escolha dos equipamentos

4.4.1.1 Lâmpadas

As lâmpadas que já são usadas na biblioteca atualmente são do tipo

fluorescente tubular de 40 watts. As lâmpadas fluorescentes são de alta eficiência

energética, baixo consumo e longa durabilidade. Essas qualidades fazem da

lâmpada fluorescente uma solução quando o objetivo é ter uma iluminação

econômica.

As lâmpadas fluorescentes estão disponíveis em diversas

tonalidades. Para escolher a tonalidade de cor é levado em consideração o tipo de

62

atmosfera que se deseja criar. Lâmpadas de 3000K apresentam temperatura de cor

quente e são mais utilizadas normalmente em residências, hotéis e vitrines. Já para

um lugar onde se deseja estimular a produtividade como escritórios, escolas e

bibliotecas, são utiliza das lâmpadas de 4000K. O modelo de lâmpada escolhida

pode ser visto na figura 19.

Figura 19 - Lâmpada fluorescente tubular escolhida Fonte: OSRAM (2007)

A lâmpada T8 lumilux, com consumo de 32 watts, além do alto

índice de reprodução de 80-89, garante que mesmo após 20.000 horas de uso a

lâmpada ainda esteja com 90% do seu fluxo luminoso.

4.4.1.2 Luminária

A luminária escolhida para a substituição da luminária existente no

novo projeto do sistema de iluminação é, segundo Lumicente, do modelo CAA01-

S232. Este modelo de luminária é de sobrepor, com corpo em chapa de aço

63

fosfatizada e pintada eletrostaticamente, refletor e aletas parabólicas em alumínio

anodizado de alta pureza e refletância e pode ser observada na figura 20.

Figura 20 – Tipo de luminária usada nas instalações da biblioteca - Luminária tipo calha Fonte: Lumicenter

Esse tipo de luminária possui um rendimento de 73%. Neste tipo de

luminária as lâmpadas ficam protegidas da visão direta do observador, como sugere

a norma atual NBR ISO/CIE 8995-1/2013: Iluminação de ambientes de trabalho.

4.4.1.3 Reator

Os reatores usados atualmente são do tipo eletromagnético de

partida rápida. Esses reatores poderiam ser trocados por reatores eletrônicos por

serem mais eficientes. Um reator eletromagnético para uma lâmpada de 32 watts

consome 15 watts e para duas lâmpadas consome 22 watts.

O reator selecionado foi o reator Eco MASTER da Philips. Segundo

o catálogo Reatores eletrônicos Eco MATER para lâmpadas „TL‟e „TL‟D, são

descritos como: possuem partida instantânea, sem cintilação e sem efeito

estroboscópico. Como característica é citado o alto fator de potência e baixa

distorção harmônica (THD). São aplicados em médias e grandes áreas como lojas

64

de departamentos, shopping centers, supermercados, escolas, empresas e órgãos

do governo.

Os dados técnicos destes reatores podem ser vistos na figura 21.

Figura 21 – Dados técnicos do reator selecionado Fonte: Philips (2012)

O reator eletrônico simples para uma lâmpada de 32 watts possui

uma potência total de 35 watts. Já um reator duplo para duas lâmpadas de 32 watts

consome 67 watts.

4.4.2 Proposta 1: Substituição de lâmpadas e reatores

Se for realizada a substituição de todas as lâmpadas fluorescentes

de 40W por lâmpadas de 32W e a troca dos reatores eletromagnéticos por reatores

eletrônicos nos ambientes estudados da biblioteca infantil, térreo e piso superior da

biblioteca, a potência instalada será menor e consequentemente o consumo mensal

também diminuirá.

Esses valores podem ser vistos, para a biblioteca infantil, na tabela

10.

Tabela 10 – Biblioteca Infantil: Consumo atual e com a substituição de equipamentos

Atual Proposta 1

Total de Lâmpadas 49 49

Potência da Lâmpada (W) 40 32

65

Total de Reatores 1 de 1x40

24 de 2x40

1 de 1x32

24 de 2x32

Potência do Reator (W) 15

22

3

3

Potência total (W) 2503 1643

Consumo/mês (kWh) 575,69 377,89


Na biblioteca infantil, com a troca dos equipamentos de iluminação

sugeridas, a potência instalada foi de 2503 W para 1643 W, uma redução de 860 W.

A economia mensal em kWh em torno de 197,8 kWh

Na tabela 11 encontra-se a relação dos equipamentos de iluminação

e da potência instalada no pavimento térreo.

Tabela 11 – Pavimento térreo: consumo atual e com a substituição dos equipamentos

Atual Proposta 1



Total de Reatores 124 de 2x40 124 de 2x32

Potência do Reator (W) 22 3


Consumo/mês (kWh) 2909,04 1910,84


No pavimento térreo, realizando a substituição dos equipamentos de

iluminação sugeridas, produziria uma economia mensal em torno de 998,20 kWh

(aproximadamente 34%).

Já na tabela 12 temos a relação dos equipamentos e potência

instalada no pavimento superior da biblioteca.

Tabela 12 – Pavimento superior: consumo atual e com a substituição dos equipamentos

Atual Proposta 1



Total de Reatores 34 de 2x40 34 de 2x32

66

Potência do Reator (W) 22 4




No pavimento superior com a troca dos equipamentos de iluminação

sugerida, a potência instalada foi de 3468 W para 2312 W, uma redução de 1156 W.

A economia mensal em kWh em torno de 265,8 kWh.

Na tabela 13 temos o resumo do consumo atual e do consumo com

a proposta 1, mantém-se as luminárias e substitui-se as lâmpadas e reatores.

Tabela 13 – Resumo: consumo atual e com a substituição dos equipamentos

Atual Proposta 1



Potência Total das Lâmpadas (W) 14600 11680


182 de 2x40

1 de 1x32

182 de 2x32


22

3

3

Potência total dos Reatores (W) 4019 549




Mantendo as luminárias existentes, fazendo a troca de lâmpadas e

reatores por equipamentos mais eficientes é possível se ter uma economia de 34%.

O novo sistema de iluminação considerando todos os ambientes abordados

produziria uma economia mensal de 14269,6 kWh. A potência instalada foi reduzida

de 18619 W para 12229 W, sendo essa uma economia de 6390 W.

4.4.3 Proposta 2: Substituição de luminárias, lâmpadas e reatores

A segunda proposta para substituição de equipamentos é feita não

somente com a substituição de lâmpadas e reatores, mas também com a troca de

luminárias, pelas luminárias do modelo selecionado. Com o auxílio do software para

67

cálculo luminotécnico Lumisoft foi possível simular um projeto de iluminação que

esteja de acordo com os valores mínimos exigidos em norma.

Na tabela 14 estão relacionados o número de luminárias necessárias

para cada ambiente da biblioteca infantil. No total seriam necessárias 24 luminárias.

Tabela 14 - Biblioteca Infantil: Número de luminárias para cada ambiente

Ambiente

Iluminância (lux)

Número de luminárias NBR ISO/CIE 8995 Simulação

1 – Gibiteca 240 460,80 1

2- Sala de leitura 600 672,05 3

3 - Sala de leitura 600 818,91 4

4 - Atendimento 600 741,13 3

5 -Triagem do Acervo 240 247,67 4

6 – Processamento

Técnico 600 754,74 8

7 - Corredor 120 474,92 1

1 - 7 Total de Luminárias 24


Na tabela 15 são mostrados quantas luminárias do tipo selecionado

são necessárias em cada ambiente para que a iluminância do ambiente esteja de

acordo com o valor dado em norma. Para o pavimento térreo pelo projeto do

software lumisoft, são 72 luminárias.

Tabela 15 – Pavimento térreo: Número de luminárias para cada ambiente

Ambiente

Iluminância (lux)

Número de luminárias

NBR ISO/CIE 8995 Simulação

8 - Leitura de jornais 600 628,64 14

68

9 - Corredor 120 147,80 2

10 - Diretoria 600 628,10 4

11 - Recepção e

Empréstimos 600 630,97 7

12 - Hall 120 226,26 2

13 - Xerox 600 631,59 3

14 - Secretaria da

Informática 600 727,07 5

15 - Xerox 600 727,07 5

16 – Acervo 240 265,48 3

17 – Corredor 120 190,08 2

18 - Sala de informática 600 265,48 3

19 – Corredor 100 171,98 1

20 – Corredor 100 282,56 1

21 – Acervo 240 266,14 8

22 - Sala de Estudos 600 617,43 4

23 – Acervo 240 287,25 6

24 – Corredor 120 136,64 2

8 – 24 Total de Luminárias 72


Na tabela 16 são dados os valores de luminárias necessários para

cada ambiente do pavimento superior. O total é de 42 luminárias.

Tabela 16 – Pavimento superior: Número de luminárias para cada ambiente

Ambientes Iluminância (lux) Número de luminárias

69

NBR ISO/CIE 8995 Simulação

25 - Sala de estudo 600 631,59 3

26 - Sala Londrina 600 619,64 6

27 - Trabalho em equipe 600 661,40 5

28 – Corredor 120 145,32 2

29 - Sala de leitura 600 603,34 13

30 - Sala de leitura 600 603,34 13

25 – 30 Total de luminárias 42


Na tabela 17 é dado o resumo das tabelas anteriores. O total de

equipamentos e sua potência.

Tabela 17 - Geral: Número de luminárias total para os três pavimentos

Atual Proposta 2

Total de Luminárias 114 138



Potência Total das Lâmpadas (W) 14600 8832


182 de 2x40 138 de 2x32


22 3

Potência total dos Reatores (W) 4019 414

70


Consumo/mês (kWh) 4282,37 2126,58


Na tabela 18 é mostrado, nos ambientes estudados, o consumo

atual e de acordo com a proposta, bem como a potência total instalada e com a

proposta 2. Essa tabela mostra também a diferença entre esses valores.

Tabela 18 - Consumo atual, proposto e a diferença entre eles

Atual Proposta 2 Diferença (Atual – Proposto)

Potência total (W) 18619 9246 9373

Consumo/mês (kWh) 4282,3 2126,58 2155,72


De acordo com os valores dados na tabela 18, a redução na

potência instalada e consumo seriam de 50%.

4.5 Retorno de Investimento

Através das faturas de energia elétrica da distribuidora de energia

COPEL, de setembro de 2011 a agosto de 2012 a biblioteca teve um consumo

médio de 4408,5 kWh por mês, sendo cobrado um valor médio aproximado de

1988,53 reais. O menor consumo de nesse período foi de 4082 kWh em um mês e o

maior de 5111 kWh em um mês, sendo cobrado por estes consumos 1843,43 reais e

2293,91 reais, respectivamente, impostos já incluídos. Nesse período a tarifação por

kWh foi de aproximadamente 0,451 reais.

71

4.5.1 Proposta 1: Substituição de lâmpadas e reatores

A tabela 19 relaciona o valor aproximado total de consumo pela

biblioteca, o consumo pela iluminação existente de acordo com a potência instalada

e o consumo pela iluminação pela proposta 1. Os valores estimados da iluminação

atual levam em consideração a carga instalada com todas as lâmpadas funcionando.

Tabela 19 – Consumo e tarifa

Unidade Consumo Valor unitário (reais) Valor total (reais)

Geral

kWh

4408,5

0,451

1988,53

Atual (iluminação) 4282,3 1931,32

Proposta 1 2812,7 1287,28


De acordo com a tabela 19, a biblioteca economizaria mensalmente

644,04 reais.

A tabela 20 mostra os gastos do retrofit pela proposta 1. A mão de

obra não possui custo por ser considerado que as trocas seriam efetuadas pelos

próprios funcionários de manutenção da biblioteca.

Tabela 20 – Proposta 1: Gastos com retrofit

Quantidade Valor unitário (reais) Valor total (reais)

Lâmpadas 365 6,50 2372,50

Reatores 1 de 1x32

182 de 2x32

18,07

20,97 3834,61

Mão de obra - - -

Total 6207,11


Considerando-se que o custo para implementação da proposta 1 é

de 6207,11 reais e que com a substituição dos equipamentos haveria uma economia

mensal de 644,04 reais, o tempo total para retorno de investimento seria de 10

meses.

72

4.5.2 Proposta 2: Substituição de luminárias, lâmpadas e reatores

A tabela 21 relaciona o valor aproximado total de consumo pela

biblioteca, o consumo pela iluminação existente de acordo com a potência instalada

e o consumo pela iluminação pela proposta 2, na qual são substituídas lâmpadas,

reatores e também as luminárias. Os valores estimados da iluminação atual levam

em consideração a carga instalada com todas as lâmpadas funcionando.

Tabela 21 - Consumo e tarifa

Unidade Consumo Valor unitário (reais) Valor total (reais)

Geral

kWh

4408,5

0,451

1988,53

Atual (iluminação) 4282,3 1931,32

Proposta 2 2126,58 959,09


De acordo com a tabela 21, a biblioteca economizaria mensalmente

972,23 reais.

A tabela 22 mostra os gastos do retrofit pela proposta 2.

Tabela 22 – Proposta 2: Gastos com retrofit

Quantidade Valor unitário (reais) Valor total (reais)

Luminária 138 82,90 11440,20

Lâmpadas 276 6,50 1794,00

Reatores 138 de 2x32 20,97 2893,86

Fiação 4 de 100m 40,70 162,80

Eletrocalha 40 de 3m 27,20 1088,00

Mão de obra

(substituição simples da luminária) 13 10,00 130,00

Mão de obra

(substituição do local da luminária) 125 18,00 2250,00

Total 19,758,86


Considerando-se que o custo para implementação da proposta 2 é

de 19758,86 reais e que com a substituição dos equipamentos (luminárias,

73

lâmpadas e reatores) haveria uma economia mensal de 972,23 reais, o tempo total

para retorno de investimento seria de 21 meses.

74

4 CONCLUSÃO

De acordo com o levantamento de dados sobre o sistema de

iluminação da Biblioteca Municipal de Londrina, foi constatado através das medições

de iluminância que em alguns ambientes da biblioteca a iluminação artificial está

deficiente, não atendendo aos valores indicados pela Associação Brasileira de

Normas Técnicas na NBR ISO/CIE 8995-1:2013.

A partir desta análise foi feita uma primeira proposta de retrofit, na

qual seriam substituídos lâmpadas e reatores, mantendo-se as luminárias. Pode-se

perceber a possibilidade de redução da potência instalada em 34%. De acordo com

os cálculos de retorno de investimento para esta proposta, com a redução no

consumo de energia elétrica e consequente diminuição dos valores pagos pela

energia consumida, em aproximadamente 10 meses o valor investido no retrofit seria

quitado.

Com o auxílio do software para cálculo luminotécnico Lumisoft foi

possível simular um projeto de iluminação que esteja de acordo com os valores

exigidos em norma. É comum que seja necessária a atualização tecnológica do

sistema de iluminação de um edifício, bem como a manutenção, limpeza, reforma e

conserto dos equipamentos existentes. Com as simulações, foi desenvolvida a

proposta 2, na qual seriam substituídos luminárias, lâmpadas e reatores, a

possibilidade da potência instalada nos ambientes estudados foi de 50%. Com os

cálculos de retorno de investimento foi constatado que em aproximadamente em 21

meses, os valores investidos no retrofit seriam “quitados” com a redução nos valores

pagos pela energia elétrica utilizada na biblioteca. Analisando-se as propostas para

os três pavimentos da biblioteca para a substituição dos equipamentos de

iluminação existentes pelas duas propostas, resultaria em significativa economia.

Assim, atingindo os objetivos propostos, temos que a atualização de

um sistema de iluminação artificial como o da Biblioteca Pública Municipal de

Londrina, denominada Professor Pedro Viriato Parigot de Souza, teria bons

resultados em economia de energia elétrica com o uso adequado para que a

biblioteca seja um local bem iluminado, agradável, convidativo aos usuários,

energeticamente eficiente com menor consumo de energia elétrica pelo sistema de

iluminação.

75

REFERÊNCIAS

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