ANÁLISE DE FONTES DE LUZ PARA A ILUMINAÇÃO DE INTERIORES UTILIZANDO A GONIOFOTOMETRIA

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(1)ANÁLISE DE FONTES DE LUZ PARA A ILUMINAÇÃO DE INTERIORES UTILIZANDO A GONIOFOTOMETRIA. Abner Aguilar 1 Isadora Moreira Minich 2 Vitor Cristiano Bender 3. Resumo: Este artigo propõe uma análise comparativa de diferentes tecnologias de iluminação e seus respectivos desempenhos para iluminar interiores. A análise será realizada com base em conceitos goniofotométricos contemplando aspectos como fluxo luminoso, a eficácia luminosa, iluminância e a distribuição espacial da iluminação. Para isto, serão utilizadas cinco fontes de luz distintas, uma lâmpada incandescente (LI), uma lâmpada fluorescente compacta (LFC), uma lâmpada de diodos inorgânicos emissores de luz (LEDs), uma lâmpada halógena (LH) e um painel de diodos orgânicos emissores de luz (OLEDs). Por meio deste estudo concluir-se-á a respeito da melhor tecnologia de iluminação a ser utilizada para iluminação de interiores, considerando a quantidade, eficácia e custo-benefício da iluminação proporcionada. Dos resultados obtidos na pesquisa, observa-se vantagens para a iluminação de interiores com lâmpadas LED como a melhor eficácia energética e iluminância média A utilização de OLED para iluminação apresenta resultados satisfatórios nos estágios iniciais de pesquisa, visando futuras aplicações em iluminação de interiores.. Palavras-chave: Fluxo luminoso, Goniofotometria, Iluminância, Lâmpadas, Sistemas de iluminação. Modalidade de Participação: Iniciação Científica. ANÁLISE DE FONTES DE LUZ PARA A ILUMINAÇÃO DE INTERIORES UTILIZANDO A GONIOFOTOMETRIA 1 Aluno de graduação. a2aguilar001@gmail.com. Autor principal 2 Aluno de graduação. minich.isadora@gmail.com. Co-autor 3 Docente. vitorbender@unipampa.edu.br. Orientador. Anais do 9º SALÃO INTERNACIONAL DE ENSINO, PESQUISA E EXTENSÃO - SIEPE Universidade Federal do Pampa | Santana do Livramento, 21 a 23 de novembro de 2017.

(2) ANÁLISE DE FONTES DE LUZ PARA A ILUMINAÇÃO DE INTERIORES UTILIZANDO A GONIOFOTOMETRIA 1. INTRODUÇÃO Desde a construção e registro da patente da primeira lâmpada elétrica desenvolvia por Thomas Alva Edson em 1879, este evento revolucionou a tecnologia da iluminação artificial conhecida até então. Mais de um século depois deste invento, versões mais aprimoradas ainda têm sido utilizadas. Porém, devido a sua baixa eficácia energética e o significativo aumento de demanda de energia elétrica com iluminação, que correspondem a 20% do consumo mundial, soluções do uso racional da energia nos sistemas de iluminação têm sido incentivadas e adotadas (US DOE, 2015). A constante busca por alternativas eficientes tem causado profundo impacto na popularização de tecnologias mais eficazes de iluminação. Na iluminação de interiores, os principais componentes são as lâmpadas Incandescentes (LIs) e Lâmpadas halógenas (LHs) que, embora populares, possuem como inconveniente a elevada dissipação de potência elétrica, que acarreta em menor eficácia luminosa e consequente gasto energético (ELETROBRAS, 2014). Devido à crise energética de 2001, as lâmpadas fluorescentes compactas (LFC), que empregam a descarga elétrica em um gás como método de emissão de luz, receberam incentivos econômicos para serem comercializadas com o intuito de elevar o índice de eficiência energética (ABLUMI, 2014). Por se tratar de uma lâmpada de fácil acesso e aquisição, é bastante utilizada em iluminação de interiores. Assim, em conjunto com as lâmpadas LI e LH, será um dos alvos de análise e medição de suas respectivas características de iluminação. Tecnologias recentes baseadas na iluminação de estado sólido (IES) (Steigerwald, et al. 2002), onde a luz é gerada por eletroluminescência de um material semicondutor, têm se difundido progressivamente (Krames, et al. 2007). Dos dispositivos de IES estão os diodos que empregam em sua composição materiais inorgânicos (Arsênico e Gálio), denominados diodos emissores de luz, do inglês, Light-Emitting Diodes (LEDs) (Nakamura, et al. 1994) e aqueles que utilizam materiais orgânicos, conhecidos como diodos orgânicos emissores de luz, do inglês, Organic Light-Emitting Diodes (OLEDs) (Zissis, et al. 2014), cuja pesquisa e aplicações têm se demonstrado promissores. A análise comparativa proposta pelo presente artigo será realizada com base em conceitos goniofotométricos contemplando aspectos quantitativos, como o fluxo luminoso, a eficácia luminosa, iluminância e a distribuição espacial de iluminação. Para isso, serão utilizadas as cinco fontes de luz distintas já mencionadas. A partir desse estudo, objetiva-se concluir sobre a melhor tecnologia de iluminação a ser.

(3) utilizada para iluminação de interiores, considerando a qualidade, eficácia e custobenefício da iluminação (Costa, 2005). 2. METODOLOGIA Para a análise, utilizou-se lâmpadas dos cinco principais tipos encontrados no mercado: Lâmpada incandescente (LI), Halógena (LH), fluorescente compacta (LFC) e LED. Em cada teste, utiliza-se parâmetros previamente definidos que são inseridos no programa computacional de análise do goniofotômetro. Com os dados medidos, se compara com as informações fornecidas pelo fabricante das lâmpadas e a normativa brasileira em relação à iluminação de interiores. As características fornecidas pela indústria das respectivas lâmpadas foram compiladas na Tabela I: Tabela I: Características individuais de cada lâmpada LI. LH. LFC. LED. OLED. Taschibra. Tashibra TKL 900. LL178RS162P1-OY. Especificação. Phillips 60 W OSRAM 630. Fluxo Luminoso (lm). 715. 630. 888. 900. 800. Iluminância (lx). 120. 105. 148. 150. 133,33. Potência (W). 60. 42. 15. 9. 15. Eficácia Luminosa (lm/W). 11,916. 15. 59,2. 100. 53,333. Temperatura de Cor (K). 3250. 3500. 3000. 6500. 6000. Utilizando o simulador computacional DiaLUX®, se considerou para avaliar a iluminância resultante das lâmpadas um ambiente com área de 6 m² e com o índice de reflexão das superfícies de 90%. Simulando individualmente cada lâmpada foi possível obter os diagramas de iluminância de cada unidade. 3. RESULTADOS e DISCUSSÃO Dos resultados obtidos por ensaios goniofotométricos e simulações computacionais pode-se definir qual a lâmpada possui o melhor rendimento e custo benefício ao cliente e assim como a qualidade iluminação interna. Levando-se em conta as variáveis como iluminância, eficácia luminosa, potência dissipada, custo e uniformidade em cada lâmpada, que é a relação entre a iluminância média sobre a máxima, onde pode se visualizar a eficiência em cada lâmpada conforme mostrado na tabela 2:. Tabela 2: Resultados goniofotométricos das amostras:.

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(5) No quesito preço, a lâmpada de custo mais elevado é o painel de OLEDs, a lâmpada de menor custo é a lâmpada incandescente. Pelo fato de o OLED ser uma tecnologia mais recente, consequentemente, o preço médio ser mais elevado em comparação a valores de outros modelos equivalentes de lâmpadas. O preço do OLED adquirido é de R$2700,00 enquanto que uma LI custa, em média, R$5,00. Dentre os principais quesitos para uma análise comparativa de fontes de luz, destaca-se a iluminância média, que ocorre na superfície de trabalho e a eficácia luminosa. A lâmpada que tem se destacou melhor neste quesito é o LED, com iluminância média de 116 lx, enquanto a lâmpada de menor iluminância é a LH, com 25,30 lx. As demais lâmpadas que foram submetidas a teste, a LFC, OLED e LI apresentaram resultados intermediários referentes à iluminância média. Do conjunto testado, a eficácia luminosa apresentada pelo LED se destaca entre os demais (100 lm/W) enquanto as demais apresentam valores inferiores. 4. CONSIDERAÇÕES FINAIS Após análise comparativa, relacionando-se as iluminâncias e os demais aspectos de cada lâmpada, custo benefício, distribuição luminosa, observa-se um melhor desempenho quando se faz uso da lâmpada LED em relação às demais lâmpadas do conjunto de teste. Pois os seus respectivos valores de iluminância sobressaíram as demais amostras, enquanto que lâmpadas com valores menores e com menor eficácia energética apresentaram menor rendimento. Embora a lâmpada LED possua uma maior eficácia luminosa, a uniformidade da iluminância para a lâmpada LED é pouco inferior a LFC. Para a iluminação de interiores, os dados demonstram que as lâmpadas LED e LFC são ideais para interiores que exigem iluminação intensa, enquanto que para interiores com menor iluminância, a lâmpada OLED se demonstra mais eficiente. O OLED está em estágio inicial de pesquisa e aprimoramento, mas já se demonstra uma tecnologia revolucionária para a aplicação de iluminação em interiores. 5. REFERÊNCIAS ABILUMI. "Lâmpadas Econômicas ajudam a aumentar o índice de eficiência energética," 19/05/2014, 2014; http://www.abilumi.org.br/abilumi/index.php?option=com_content&task=view&id=624 9&Itemid=61 D. A. Steigerwald, J. C. Bhat, D. Collins et al. ³,OOXPLQDWLRQ ZLWK VROLG VWDWH OLJKWLQJ WHFKQRORJ\ ´ IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics, vol. 8, no. 2, pp. 310-320, 2002. ELETROBRAS. "Eletrobras Procel promove 2ª Reunião para avaliar a capacitação laboratorial de iluminação a LED," 19/05/2014, 2014; http://www.eletrobras.com/pci/main.asp?View=%7B8D1AC2E8-F790-4B7E-8DDDCAF4CDD2BC34%7D&Team=&params=itemID=%7B44CD1358-232E-4A11-A80F-.

(6) 26FA653258C8%7D;&UIPartUID=%7BD90F22DB-05D4-4644-A8F2FAD4803C8898%7D G. Zissis;, and P. Bertoldi;, "2014 Status Report on Organic Light Emitting Diodes (OLED)," J. R. Centre, ed., European Commission, 2014 * - & GD &RVWD ³,OXPLQDomR HFRQ{PLFD &iOFXOR H DYDOLDomR´ (G EdiPUCRS, ,pp 312-315, pp311-326, 2005 International Energy Agency (IEA). "Energy http://www.iea.org/topics/energyefficiency/lighting/.. efficiency:. • UHLPSressão, Lighting,". 2014;. M. R. Krames, O. B. Shchekin, R. Mueller-Mach et al. ³6WDWXV DQG )XWXUH RI +LJKPower Light-Emitting Diodes for Solid-6WDWH /LJKWLQJ ´ J. Display Technol., vol. 3, no. 2, pp. 160-175, 2007. 6 1DNDPXUD 7 0XNDL DQG 0 6HQRK ³&DQGHOD FODVV KLJK-brightness InGaN/AlGaN double heterostructure blue light-HPLWWLQJ GLRGHV ´ Applied Physics Letters, vol. 64, no. 13, pp. 1687-1689, 1994. S. Kunic, and Z. Sego, "OLED technology and displays." pp. 31-35, Sep 2007. United States Department of Energy, "Solid State Lighting Research and Development Program," May, U.S. DEPARTMENT OF ENERGY, 2015, p. 168..

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