fotometria de luminárias
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Hans Peter Grieneisen
Instituto Nacional de Metrologia, Normalização e Instituto Nacional de Metrologia, Normalização e Qualidade Industrial Qualidade Industrial
InmetroInmetroDiretoria de Metrologia Científica e industrial, DimciDiretoria de Metrologia Científica e industrial, Dimci
Divisão de Metrologia Óptica, Diopt
Laboratório de Fotometria, Lafot
FotometriaFotometria de Lumináriasde Luminárias
SIMPOLUX 2006SIMPOLUX 2006X Simpósio Brasileiro de Iluminação EficienteX Simpósio Brasileiro de Iluminação Eficiente
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Laboratório de Fotometria, LafotLaboratório de Fotometria, Lafot
Iakyra Borrakuens Couceiro,Chefe da Diopt
* Aline S Pinto* Andre S Sardinha* Carla T Coelho* Claudio V Souza * Hans P Grieneisen* Ivo A de Oliveira* Miguel A Torres
SIMPOLUX 2006SIMPOLUX 2006X Simpósio Brasileiro de Iluminação EficienteX Simpósio Brasileiro de Iluminação Eficiente
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O Levantamento Fotométrico de uma Luminária permite :O Levantamento Fotométrico de uma Luminária permite :
* a medição do fluxo luminoso (da lâmpada e da luminária)
* a determinação do rendimento óptico da luminária
* o mapeamento da distribuição angular da intensidade luminosa
* a classificação da luminária de acordo com as normasABNT, IES, CIE, etc.
* a determinação dos índices de ofuscamento e poluição luminosa
* apresentação dos dados sob forma de arquivos eletrônicospadronizados para simulação em projetos luminotécnicoscom software disponível
SIMPOLUX 2006SIMPOLUX 2006X Simpósio Brasileiro de Iluminação EficienteX Simpósio Brasileiro de Iluminação Eficiente
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Goniofotômetro de LaboratórioGoniofotômetro de Laboratório
SIMPOLUXSIMPOLUXX Simpósio Brasileiro de Iluminação EficienteX Simpósio Brasileiro de Iluminação Eficiente
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Goniofotômetro de Goniofotômetro de Dois EixosDois Eixos detector
SIMPOLUXSIMPOLUXX Simpósio Brasileiro de Iluminação EficienteX Simpósio Brasileiro de Iluminação Eficiente
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Goniofotômetro de Três EixosGoniofotômetro de Três Eixos
D
SIMPOLUXSIMPOLUXX Simpósio Brasileiro de Iluminação EficienteX Simpósio Brasileiro de Iluminação Eficiente
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Layout do Goniofotômetro do InmetroLayout do Goniofotômetro do Inmetro
SIMPOLUX 2006SIMPOLUX 2006X Simpósio Brasileiro de Iluminação EficienteX Simpósio Brasileiro de Iluminação Eficiente
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A Chegada do GOA Chegada do GO--DSDS--2000 no Inmetro2000 no Inmetro
SIMPOLUX 2006SIMPOLUX 2006X Simpósio Brasileiro de Iluminação EficienteX Simpósio Brasileiro de Iluminação Eficiente
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Montagem do Espelho do GoniofotômetroMontagem do Espelho do Goniofotômetro
SIMPOLUX 2006SIMPOLUX 2006X Simpósio Brasileiro de Iluminação EficienteX Simpósio Brasileiro de Iluminação Eficiente
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Montagem do GOMontagem do GO--DSDS--2000 no Inmetro2000 no Inmetro
SIMPOLUX 2006SIMPOLUX 2006X Simpósio Brasileiro de Iluminação EficienteX Simpósio Brasileiro de Iluminação Eficiente
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O Goniômetro com EspelhoO Goniômetro com Espelho
SIMPOLUX 2006SIMPOLUX 2006X Simpósio Brasileiro de Iluminação EficienteX Simpósio Brasileiro de Iluminação Eficiente
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Fotometria de Luminárias com Lâmpadas FluorescentesFotometria de Luminárias com Lâmpadas Fluorescentes
SIMPOLUX 2006SIMPOLUX 2006X Simpósio Brasileiro de Iluminação EficienteX Simpósio Brasileiro de Iluminação Eficiente
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Fotometria de Luminárias de IPFotometria de Luminárias de IP
SIMPOLUX 2006SIMPOLUX 2006X Simpósio Brasileiro de Iluminação EficienteX Simpósio Brasileiro de Iluminação Eficiente
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Gabinete de ControleGabinete de Controle
SIMPOLUX 2006SIMPOLUX 2006X Simpósio Brasileiro de Iluminação EficienteX Simpósio Brasileiro de Iluminação Eficiente
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O Trio do GoniofotômetroO Trio do Goniofotômetro
SIMPOLUX 2006SIMPOLUX 2006X Simpósio Brasileiro de Iluminação EficienteX Simpósio Brasileiro de Iluminação Eficiente
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Instalação de Luminária IP no GoniofotômetroInstalação de Luminária IP no Goniofotômetro
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Espelho em Posição “Espelho em Posição “HomeHome”, ”, γγ = 0= 0°°
SIMPOLUX 2006SIMPOLUX 2006X Simpósio Brasileiro de Iluminação EficienteX Simpósio Brasileiro de Iluminação Eficiente
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C=0° C=0° γγ=90=90°°
SIMPOLUX 2006SIMPOLUX 2006X Simpósio Brasileiro de Iluminação EficienteX Simpósio Brasileiro de Iluminação Eficiente
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C = 0° C = 0° γγ =115=115°°
SIMPOLUX 2006SIMPOLUX 2006X Simpósio Brasileiro de Iluminação EficienteX Simpósio Brasileiro de Iluminação Eficiente
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C = 0C = 0°° γγ == 180° 180°
SIMPOLUX 2006SIMPOLUX 2006X Simpósio Brasileiro de Iluminação EficienteX Simpósio Brasileiro de Iluminação Eficiente
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Curva da Eficácia Luminosa EspectralCurva da Eficácia Luminosa Espectral
C. FotópicaC. Escotópica
SIMPOLUX 2006SIMPOLUX 2006X Simpósio Brasileiro de Iluminação EficienteX Simpósio Brasileiro de Iluminação Eficiente
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Fotocélula de Si com Filtro V(Fotocélula de Si com Filtro V(λλ))
SIMPOLUX 2006SIMPOLUX 2006X Simpósio Brasileiro de Iluminação EficienteX Simpósio Brasileiro de Iluminação Eficiente
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Detector Fotométrico I a 16,439 mDetector Fotométrico I a 16,439 m
SIMPOLUX 2006SIMPOLUX 2006X Simpósio Brasileiro de Iluminação EficienteX Simpósio Brasileiro de Iluminação Eficiente
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Detector FotomDetector Fotoméétrico I a 16,439 mtrico I a 16,439 m
SIMPOLUX 2006SIMPOLUX 2006X Simpósio Brasileiro de Iluminação EficienteX Simpósio Brasileiro de Iluminação Eficiente
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Detector Fotométrico II a 28,855 mDetector Fotométrico II a 28,855 m
SIMPOLUX 2006SIMPOLUX 2006X Simpósio Brasileiro de Iluminação EficienteX Simpósio Brasileiro de Iluminação Eficiente
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Estabilização da LâmpadaEstabilização da Lâmpada(HID(HID--Sódio)Sódio)
Flutuação ± 0,12%
Intensidade
Tempo
SIMPOLUX 2006SIMPOLUX 2006X Simpósio Brasileiro de Iluminação EficienteX Simpósio Brasileiro de Iluminação Eficiente
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Emissão Espectral Emissão Espectral de Lâmpadas para IPde Lâmpadas para IP
Sódio baixa pressão
Sódio alta pressão
Vapor multi-metálico
SIMPOLUX 2006SIMPOLUX 2006X Simpósio Brasileiro de Iluminação EficienteX Simpósio Brasileiro de Iluminação Eficiente
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Vida Útilhoras
Rendimentolm/W
Incandescente 1 000 11
Fluoresc.Compacta 8 000 60
Fluoresc. Tubular 24 000 80
Mercúrio HID 16 000 40
Sódio HID 18 000 .... 120
Vapor Metálico HID 14 000 90
Sódio Indução 60 000 ......200
Desempenho de Desempenho de LâmpadasLâmpadas Lafot
SIMPOLUX 2006SIMPOLUX 2006X Simpósio Brasileiro de Iluminação EficienteX Simpósio Brasileiro de Iluminação Eficiente
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C-90
Lado da rua
C-45C-0
Lado da casa
Sistema de Coordenadas CSistema de Coordenadas C-- γγ
Linha de referência
γ°
C°
SIMPOLUX 2006SIMPOLUX 2006X Simpósio Brasileiro de Iluminação EficienteX Simpósio Brasileiro de Iluminação Eficiente
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Fluxo Luminoso, Fluxo Luminoso, φ, (lm)
φ = ∫ I(Θ, ϕ) dΩ I, Intensidade em candela, (cd)
ou
φ= ∫ E(r, Θ, ϕ) dA E, Iluminância em lux, (lx)
SIMPOLUX 2006SIMPOLUX 2006X Simpósio Brasileiro de Iluminação EficienteX Simpósio Brasileiro de Iluminação Eficiente
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Quantidades de Interesse na Medição do Quantidades de Interesse na Medição do Fluxo Luminoso de uma LumináriaFluxo Luminoso de uma Luminária
Fluxo Luminoso TotalFluxo Luminoso no Hemisfério SuperiorFluxo Luminoso no Hemisfério InferiorFluxo Luminoso AcumuladoFluxo ZonalCoeficiente de Utilização
SIMPOLUX 2006SIMPOLUX 2006X Simpósio Brasileiro de Iluminação EficienteX Simpósio Brasileiro de Iluminação Eficiente
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Avaliação do Fluxo Parcial:Coeficiente de Utilização
AM0 1
2
3
Fluxo compreendido na faixa, paralela à linha de referência
de largura, medida em unidades de AM.
AM: altura de montagem
Lado da Rua
-1-2
SIMPOLUX 2006SIMPOLUX 2006X Simpósio Brasileiro de Iluminação EficienteX Simpósio Brasileiro de Iluminação Eficiente
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Coeficiente de UtilizaçãoCoeficiente de Utilização
Lado da RuaLado da Calçada
% do Fluxo da Lâmpada
SIMPOLUX 2006SIMPOLUX 2006X Simpósio Brasileiro de Iluminação EficienteX Simpósio Brasileiro de Iluminação Eficiente
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Fluxo Zonal Fluxo Zonal acumuladoacumulado
SIMPOLUX 2006SIMPOLUX 2006X Simpósio Brasileiro de Iluminação EficienteX Simpósio Brasileiro de Iluminação Eficiente
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Tabela de Fluxo Luminoso (0° até 10°)Tabela de Fluxo Luminoso (0° até 10°)
SIMPOLUX 2006SIMPOLUX 2006X Simpósio Brasileiro de Iluminação EficienteX Simpósio Brasileiro de Iluminação Eficiente
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Tabela de Fluxo Luminoso (41° até 50°)Tabela de Fluxo Luminoso (41° até 50°)
SIMPOLUX 2006SIMPOLUX 2006X Simpósio Brasileiro de Iluminação EficienteX Simpósio Brasileiro de Iluminação Eficiente
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Tabela de Fluxo Luminoso (80°Tabela de Fluxo Luminoso (80°--90°)90°)
SIMPOLUX 2006SIMPOLUX 2006X Simpósio Brasileiro de Iluminação EficienteX Simpósio Brasileiro de Iluminação Eficiente
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Diagrama Polar da Intensidade em SemiDiagrama Polar da Intensidade em Semi--Planos Planos -- CC
SIMPOLUX 2006SIMPOLUX 2006X Simpósio Brasileiro de Iluminação EficienteX Simpósio Brasileiro de Iluminação Eficiente
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Intensidade (cd)
γ
Distribuição da Intensidade em Sistema CartesianoDistribuição da Intensidade em Sistema Cartesiano
C180 C0
C90C270
SIMPOLUX 2006SIMPOLUX 2006X Simpósio Brasileiro de Iluminação EficienteX Simpósio Brasileiro de Iluminação Eficiente
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Diagrama da Diagrama da Distribuição de Distribuição de Intensidade em Intensidade em
Superfície CônicaSuperfície Cônica
Ângulo C: 0 ° até 360°
Ângulo γ: constante
SIMPOLUX 2006SIMPOLUX 2006X Simpósio Brasileiro de Iluminação EficienteX Simpósio Brasileiro de Iluminação Eficiente
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Diagrama Diagrama IsointensidadeIsointensidade
ouou
Diagrama IsocandelaDiagrama Isocandela
(linhas de mesma(linhas de mesmaintensidade)intensidade)
SIMPOLUX 2006SIMPOLUX 2006X Simpósio Brasileiro de Iluminação EficienteX Simpósio Brasileiro de Iluminação Eficiente
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Exemplo de luminária experimental com distribuição de intensidadExemplo de luminária experimental com distribuição de intensidade e luminosa insatisfatórialuminosa insatisfatória
C-0°
C-180°
C-270°
C-90°
SIMPOLUX 2006SIMPOLUX 2006X Simpósio Brasileiro de Iluminação EficienteX Simpósio Brasileiro de Iluminação Eficiente
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Luminária ExperimentalLuminária Experimental
Diagrama Isocandela
SIMPOLUX 2006SIMPOLUX 2006X Simpósio Brasileiro de Iluminação EficienteX Simpósio Brasileiro de Iluminação Eficiente
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Luminária experimentalLuminária experimental
Diagrama de Diagrama de IsoiluminânciaIsoiluminância
ouou
Diagrama Diagrama IsoluxIsolux
SIMPOLUX 2006SIMPOLUX 2006X Simpósio Brasileiro de Iluminação EficienteX Simpósio Brasileiro de Iluminação Eficiente
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ABNT NBR-5101 IESNA TM-3-1995 CIE 43 (TC-4.6)
Distribuição Longitudinal da Intensidade Luminosa
•curta•média•longa
Vertical Light Distribution
(ultra short)•short•medium•long
Alcance Longitudinal(Throw/Extensivitéelongitudinale/Längsstrahlung)
•curto (short)•médio (intermediate)•longo (long)
Distribuição Transversal da Intensidade Luminosa
•tipo I•tipo II•tipo III•tipo IV
Lateral Light Distribution
•type I•type II•type III•type IV•type V
Alcance Transversal(Spread/ExtensivitéeTransversale/Querstrahlung)
•estreito (narrow )•médio (average )•largo (broad )
Controle da Distrib. Luminosa
--------•limitado•semi-limitado•não-limitado
Control of Light Distribuition
•full cutoff•cutoff•semicutoff•noncutoff
Indice Específico da Luminária :Controle( Control / Spezifischerleuchtindex )
•baixo ( limited/klein )•moderado (moderate)•alto ( tight /fort /gross)
Classificação das Luminárias PúblicasClassificação das Luminárias Públicas
SIMPOLUX 2006SIMPOLUX 2006X Simpósio Brasileiro de Iluminação EficienteX Simpósio Brasileiro de Iluminação Eficiente
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Classificação ABNTClassificação ABNTreferente à Distribuição Longitudinalreferente à Distribuição Longitudinal
curta
média
longa
1.0 LTV
2.25 LTV
3.75 LTV
6.0 LTV
Lado da Rua
Lado da Calçada
L.Ref.Critério:Imax
1 AM 2 AM 3 AM LLV
SIMPOLUX 2006SIMPOLUX 2006X Simpósio Brasileiro de Iluminação EficienteX Simpósio Brasileiro de Iluminação Eficiente
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Critério:Linha Isocandela
½ Imax
Classificação ABNTClassificação ABNTreferente à Distribuição Lateralreferente à Distribuição Lateral
Tipo I
Tipo II
Tipo III
Tipo IV
Lado da Rua
- 1.0 LLV 1.0
1.75 2.756.00
L.R.
AM
SIMPOLUX 2006SIMPOLUX 2006X Simpósio Brasileiro de Iluminação EficienteX Simpósio Brasileiro de Iluminação Eficiente
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Tipos de Ofuscamento (Tipos de Ofuscamento (GlareGlare))
• Ofuscamento de desconforto (discomfort glare)
avaliado pelo “Controle” da distribuição da intensidade da luminária (ABNT, IESNA), ou
quantificado pela Glare Control Mark, G, (CIE)
• Ofuscamento de véu (disability or veiling glare)
SIMPOLUX 2006SIMPOLUX 2006X Simpósio Brasileiro de Iluminação EficienteX Simpósio Brasileiro de Iluminação Eficiente
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ar
of glare, t
Ofuscamento de DesconfortoOfuscamento de Desconforto
SIMPOLUX 2006SIMPOLUX 2006X Simpósio Brasileiro de Iluminação EficienteX Simpósio Brasileiro de Iluminação Eficiente
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Poluição Luminosa acima da CidadePoluição Luminosa acima da Cidade
SIMPOLUX 2006SIMPOLUX 2006X Simpósio Brasileiro de Iluminação EficienteX Simpósio Brasileiro de Iluminação Eficiente
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Classificação ABNTClassificação ABNTreferente ao Controlereferente ao Controle
Distribuição longitudinal: média
Distribuição lateral : tipo II
Controle da distribuição: semi-limitada
c
m
lc
m
l
II
SIMPOLUX 2006SIMPOLUX 2006X Simpósio Brasileiro de Iluminação EficienteX Simpósio Brasileiro de Iluminação Eficiente
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Full Cutoff
0 cd @ 90°100 cd/klm@ 80°
Cutoff
25 cd/klm @ 90°100 cd/klm @ 80°
Semi-Cutoff
50 cd/klm @90°200cd/klm @ 80°
Non Cutoff
sem restrição
90°
80°
Classificação Cutoff IESNAClassificação Cutoff IESNA
90°80°
80°
90°
SIMPOLUX 2006SIMPOLUX 2006X Simpósio Brasileiro de Iluminação EficienteX Simpósio Brasileiro de Iluminação Eficiente
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Diagrama Isocandela Esférico e Classificação CIEDiagrama Isocandela Esférico e Classificação CIE
SpreadAlcance Transversal
ThrowAlcance Longitudinal
10%
30
50
90
*45°
*55°
estreito
médio
largo
*
*
curto
médio
longo
SIMPOLUX 2006SIMPOLUX 2006X Simpósio Brasileiro de Iluminação EficienteX Simpósio Brasileiro de Iluminação Eficiente
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Controle: Classificação CIE n°31 ; 34Controle: Classificação CIE n°31 ; 34
Índice Específico da LumináriaSLI = 13,84 – 3,31 log I80 + 1,3 (log I80 / I88 )½ – 0,08 log I80/I88 + 1,29 log F
SLI < 2 Controle baixo2 < SLI < 4 Controle moderado4< SLI Controle alto
Ofuscamento de Desconforto ( Discomfort Glare)Glare Control Mark :G = SLI + 0.97 log L + 4,41 log h´ -1,46 log p
G=1 Ofuscamento intolerável (unbearable)G =2 Ofuscamento perturbante (disturbing)G=3 Ofuscamento ainda aceitávelG=4 Ofuscamento satisfatórioG=5 Ofuscamento insignificante
SIMPOLUX 2006SIMPOLUX 2006X Simpósio Brasileiro de Iluminação EficienteX Simpósio Brasileiro de Iluminação Eficiente
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Campo de visCampo de visãão do motoristao do motorista
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Luz EspalhadaLuz Espalhada
SIMPOLUX 2006SIMPOLUX 2006X Simpósio Brasileiro de Iluminação EficienteX Simpósio Brasileiro de Iluminação Eficiente
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Ofuscamento de véu ( of. fisiológico)Ofuscamento de véu ( of. fisiológico)
∆L0
Lu Lu+Ls
Objeto visível
Objetoinvisível
∆Lof
SIMPOLUX 2006SIMPOLUX 2006X Simpósio Brasileiro de Iluminação EficienteX Simpósio Brasileiro de Iluminação Eficiente
∆L
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DefiniDefiniçãção do o do ““ Incremento Limiar TI Incremento Limiar TI ””
TI (%) = 100 * (TI (%) = 100 * (∆∆LLofof -- ∆∆LL0 0 ) / ) / ∆∆LL00
CCáálculo de TIlculo de TI
TI (%) = 65 LTI (%) = 65 Ls s / L/ Luu0,80,8 (CIE 140(CIE 140--2000)2000)
LLs éé a lumina luminâância de vncia de vééu u LLu u éé a lumina luminâância mncia méédia da viadia da via
LLs s = = ∑∑ii LLsisi comcom LLsi si = k E= k Eoo--i i / / ΘΘi i 2 2
EEoo--i i éé a ilumina iluminâância no olho do observadorncia no olho do observadorda ida i--éésima luminsima lumináária vista no ria vista no âângulo ngulo ΘΘi i
k = 641 k = 641 [[1 + (A /66,4)1 + (A /66,4)44 ]]
AA éé a idade do observador em anosa idade do observador em anos
SIMPOLUX 2006SIMPOLUX 2006X Simpósio Brasileiro de Iluminação EficienteX Simpósio Brasileiro de Iluminação Eficiente
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Relatório de Ensaio Fotométrico para uma Relatório de Ensaio Fotométrico para uma Luminária de Iluminação PúblicaLuminária de Iluminação Pública
• Condições de ensaio e especificação elétrica• Classificação da luminária de acordo com ABNT NBR 5101• Rendimento óptico da luminária• Diagrama polar de intensidade para dois planos principais e para o plano que
contém a direção de máxima intensidade• Diagrama de fluxo relativo• Diagrama de coeficiente de utilização• Diagrama de isolinhas de intensidade (diagrama isocandela)• Diagrama de isolinhas de iluminância (diagrama isolux) com altura de
montagem de 10 m ou outra altura especificada pelo cliente• Tabelas com os valores das intensidades para 36 semi-planos C com
incremento do ângulo vertical, γ, de 1° de 0° a 90° (ou 180°)• Arquivo eletrônico com os dados fotométricos quando solicitado pelo cliente• Outros dados de acordo com a especificação do cliente, sob prévia consulta
SIMPOLUX 2006SIMPOLUX 2006X Simpósio Brasileiro de Iluminação EficienteX Simpósio Brasileiro de Iluminação Eficiente
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Como encaminhar um Ensaio Fotométrico no Inmetro ?Como encaminhar um Ensaio Fotométrico no Inmetro ?
• Solicitação, Orçamento, Confirmação de EnsaioSAMCI , Seção de Apoio Operacional
[email protected]: (21) - 2679-9077Fax : (21) - 2679-1507
• Informações Técnicas / VisitasLAFOT, Laboratório de Fotometria
Fone : (21) – 2679-9206
Fax : (21) – 2679-9207
SIMPOLUX 2006SIMPOLUX 2006X Simpósio Brasileiro de Iluminação EficienteX Simpósio Brasileiro de Iluminação Eficiente
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SIMPOLUX 2006SIMPOLUX 2006X Simpósio Brasileiro de Iluminação EficienteX Simpósio Brasileiro de Iluminação Eficiente
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DefiniDefiniçãção do o do ““ Incremento Limiar TI Incremento Limiar TI ””
TI (%) = 100 * (TI (%) = 100 * (∆∆LLofof -- ∆∆LL0 0 ) / ) / ∆∆LL00
CCáálculo de TIlculo de TI
TI (%) = 65 TI (%) = 65 LLss / L/ Lpp0,80,8 (CIE 140(CIE 140--2000)2000)
LLs éé a lumina luminâância de vncia de vééu u LL0 0 éé a lumina luminâância mncia méédia da viadia da via
LLss = = ∑∑ LLsisi comcom LLsisi = k = k EEoo--ii / / ΘΘi i 2 2
EEoo--ii éé a a iluminiluminâânciancia no olho do observadorno olho do observadorda da ii--éésimasima luminlumináária vista no ria vista no âângulo ngulo ΘΘi i
k = 641 k = 641 [[1 + (A /66,4)1 + (A /66,4)44 ]]
AA éé a idade do observador em anosa idade do observador em anos
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