Projeto de iluminação arquitetônica

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Jogo de luz dentro de Jatiyo Sangshad Bhaban
Iluminação exterior do edifício do Lloyd's em Londres

O projeto de iluminação arquitetônica é um campo de trabalho ou estudo que se preocupa com o projeto de sistemas de iluminação dentro do ambiente construído, tanto interior quanto exterior. Pode incluir manipulação e design de  luz do dia  e  luz elétrica ou ambas, para atender às necessidades humanas. [1] [2]

O design de iluminação é baseado tanto na ciência quanto nas artes visuais . O objetivo básico da iluminação dentro do ambiente construído é permitir que os ocupantes vejam claramente e sem desconforto. [1] O objetivo do projeto de iluminação arquitetônica é equilibrar a arte e a ciência da iluminação para criar clima, interesse visual e melhorar a experiência de um espaço ou lugar, ao mesmo tempo em que atende aos requisitos técnicos e de segurança. [3] [4] [5]

Visão geral [ editar ]

O auditório predominantemente diurno da Biblioteca Municipal de Viipuri na década de 1930

O objetivo do projeto de iluminação arquitetônica é equilibrar as características da luz dentro de um espaço para otimizar os componentes técnicos, visuais e, mais recentemente, os não visuais [6] da ergonomia em relação à iluminação de edifícios ou espaços. [7]

Os requisitos técnicos incluem a quantidade de luz necessária para realizar uma tarefa, a energia consumida pela iluminação dentro do espaço e a distribuição relativa e direção de deslocamento da luz para não causar ofuscamento e desconforto desnecessários. Os aspectos visuais da luz são aqueles que dizem respeito à estética e à narrativa do espaço (por exemplo, o mood de um restaurante, a experiência de uma exposição dentro de um museu, a promoção de mercadorias dentro de um espaço de varejo , o reforço da marca) e os aspectos não visuais são aqueles que dizem respeito à saúde e bem-estar humano.

Como parte do processo de projeto de iluminação, fatores culturais e contextuais também precisam ser considerados. Por exemplo, a iluminação brilhante foi uma marca de riqueza durante grande parte da história chinesa, [8] mas se as luzes brilhantes descontroladas são conhecidas por serem prejudiciais, o efeito de insetos, pássaros e a visão das estrelas. [9]

História [ editar ]

A história da luz elétrica está bem documentada, [10] e com os desenvolvimentos na tecnologia de iluminação, a profissão de iluminação desenvolveu-se paralelamente. O desenvolvimento de lâmpadas fluorescentes de alta eficiência e baixo custo levou à dependência da luz elétrica e a uma abordagem uniforme da iluminação, mas a crise energética da década de 1970 exigiu mais considerações de projeto e revigorou o uso da luz do dia. [11] [12]

A Illuminating Engineering Society of North America (IESNA) foi formada em 1906 e a versão do Reino Unido foi estabelecida em 1909 (agora conhecida como Society of Light and Lighting e parte do CIBSE ). A Comissão Internacional de Iluminação (CIE) foi criada em 1913 e tornou-se uma organização profissional aceita como representando a melhor autoridade no assunto de luz e iluminação. [13] A Instituição de Profissionais de Iluminação foi estabelecida como a Associação de Engenheiros de Iluminação Pública em 1924. Em todo o mundo, organizações profissionais semelhantes evoluíram. [14] [15]

Inicialmente, essas organizações da indústria estavam focadas principalmente na ciência e engenharia de iluminação em vez do design estético, [16] mas em 1969 um grupo de designers estabeleceu a Associação Internacional de Designers de Iluminação (IALD). [17] Outras associações puramente para design de iluminação incluem a Professional Lighting Designers' Association (PLDA) criada em 1994, a Association de Concepteurs Eclairage (ACE) na França criada em 1995, [18] a Associazione Professionisti dell'Illuminazione (APIL) na Itália fundada em 1998, [19] a Associação Brasileira de Arquitetos de Iluminação no Brasil em 1999 [20]e a Associação Profissional de Designers de Iluminação da Espanha (APDI) criada em 2008. [21]

Como profissão [ editar ]

Interior do Kimbell Art Museum com controle de luz do dia e projeto de iluminação elétrica por Richard Kelly (1969)

O designer de iluminação arquitetônica é uma profissão autônoma que fica ao lado das profissões de arquitetura , design de interiores , arquitetura paisagística e engenharia elétrica . [22]

Um dos primeiros proponentes do projeto de iluminação arquitetônica foi Richard Kelly , que estabeleceu sua prática em 1935. [23] [24] Kelly desenvolveu uma abordagem para iluminação arquitetônica que ainda é usada hoje, com base na percepção de três elementos visuais apresentados em um 1952 reunião conjunta do The American Institute of Architects , da American Society of Industrial Designers (agora Industrial Designers Society of America ), e da Illuminating Engineering Society of North America, em Cleveland . [25]

Educação [ editar ]

Embora muitos designers de iluminação arquitetônica tenham formação em engenharia elétrica , engenharia arquitetônica , arquitetura ou fabricação de luminárias , várias universidades e escolas técnicas agora oferecem programas de graduação especificamente em projeto de iluminação arquitetônica. [26] [27]

Processo [ editar ]

O processo de projeto de iluminação arquitetônica geralmente segue o plano de obras do arquiteto em termos de etapas principais do projeto: viabilidade, conceito, detalhe, documentação de construção, supervisão do local e comissionamento. [28] [29]

Após a fase de viabilidade, onde os parâmetros para o projeto são definidos, a fase de conceito é quando o projeto de iluminação é desenvolvido em termos de efeito iluminado, alvos técnicos de iluminação e estratégia visual geral, geralmente usando esboços conceituais, renderizações ou quadros de humor . [ citação necessária ]

Iluminação diurna [ editar ]

Para cores baseadas na teoria do corpo negro, o azul ocorre em temperaturas mais altas, enquanto o vermelho ocorre em temperaturas mais baixas e mais frias. Isso é o oposto das associações culturais atribuídas às cores, nas quais o vermelho representa o quente e o azul o frio. [30]

Jogos [ editar ]

A lâmpada PH5 , projetada em 1958

Luminárias vêm em uma ampla variedade de estilos para várias funções. As funções mais importantes são como suporte para a fonte de luz, fornecer luz direcionada e evitar ofuscamento visual . Alguns são muito simples e funcionais, enquanto alguns são peças de arte em si. Quase qualquer material pode ser usado, desde que possa tolerar o excesso de calor e esteja de acordo com os códigos de segurança.

Uma propriedade importante das luminárias é a eficácia luminosa ou eficiência da tomada de parede , ou seja, a quantidade de luz utilizável que emana da luminária por energia usada, geralmente medida em lúmen por watt . Uma luminária que utiliza fontes de luz substituíveis também pode ter sua eficiência cotada como a porcentagem de luz que passa da “lâmpada” para o entorno. Quanto mais transparente for a luminária, maior a eficácia. O sombreamento da luz normalmente diminui a eficiência, mas aumenta a direcionalidade e a probabilidade de conforto visual .

As lâmpadas PH são uma série de luminárias projetadas pelo designer e escritor dinamarquês Poul Henningsen a partir de 1926. [31] A lâmpada é projetada com vários tons concêntricos para eliminar o brilho visual , emitindo apenas luz refletida, obscurecendo a fonte de luz. [32]

Estudos fotométricos [ editar ]

O espaço de cromaticidade CIE 1931 x,y , mostrando também as cromaticidades de fontes de luz de corpo negro de várias temperaturas ( locus Planckian ) e linhas de temperatura de cor correlacionada constante

Estudos fotométricos são realizados para simular projetos de iluminação para projetos antes de serem construídos ou reformados. Isso permite que arquitetos , designers de iluminação e engenheiros determinem se um layout de iluminação proposto fornecerá a quantidade de luz pretendida. [33] Eles também serão capazes de determinar a relação de contraste entre áreas claras e escuras. Em muitos casos, esses estudos são referenciados em relação às práticas de iluminação recomendadas pela IESNA ou CIBSE para o tipo de aplicação. Dependendo do tipo de área, diferentes aspectos de design podem ser enfatizados para segurança ou praticidade (ou seja, como manter níveis de luz uniformes, evitar ofuscamento ou destacar certas áreas). Um aplicativo especializado em design de iluminaçãoé frequentemente usado para criá-los, que normalmente combinam o uso de desenhos CAD digitais bidimensionais e software de simulação de iluminação .

A temperatura de cor para fontes de luz branca também afeta seu uso em determinadas aplicações. A temperatura de cor de uma fonte de luz branca é a temperatura em kelvin de um emissor de corpo negro teórico que mais se aproxima das características espectrais da lâmpada. lâmpadas incandescentestêm uma temperatura de cor em torno de 2700 a 3000 kelvin; a luz do dia é de cerca de 6400 kelvin. As lâmpadas de temperatura de cor mais baixa têm relativamente mais energia na parte amarela e vermelha do espectro visível, enquanto as temperaturas de cor mais altas correspondem a lâmpadas com uma aparência mais azul-branca. Para tarefas críticas de inspeção ou correspondência de cores, ou para displays de varejo de alimentos e roupas, a temperatura de cor das lâmpadas será selecionada para o melhor efeito geral de iluminação. A cor também pode ser usada por razões funcionais. Por exemplo, a luz azul dificulta a visão das veias e, portanto, pode ser usada para desencorajar o uso de drogas. [34]

Temperatura de cor correlacionada [ editar ]

Temperatura Fonte
1.700 mil Chama de fósforo, lâmpadas de sódio de baixa pressão (LPS/SOX)
1.850 mil Chama de vela, nascer do sol, pôr do sol
2.700–3.300 mil Lâmpadas incandescentes, lâmpadas fluorescentes brancas suaves
3.000 mil Lâmpadas fluorescentes brancas quentes
4.100–4.150 mil Luar, [35] lâmpadas fluorescentes brancas frias
5.000 mil Horizonte luz do dia
5.500–6.000 mil Luz do dia vertical, flash eletrônico
6.200 mil Lâmpada de arco curto de xenônio [36]
6.500 mil Luz do dia, nublado, lâmpadas fluorescentes de luz do dia
6.500–10.500 mil Tela LCD ou CRT
15.000–27.000 K Céu azul claro em direção aos pólos
Estas temperaturas são meramente características;
variação considerável pode estar presente.

A temperatura de cor correlacionada (CCT) de uma fonte de luz é a temperatura de um radiador de corpo negro ideal que irradia luz de tonalidade comparável à da fonte de luz. A temperatura de cor é uma característica da luz visível que tem importantes aplicações em iluminação , fotografia , videografia , publicação , manufatura , astrofísica , horticultura ., e outros campos. Na prática, a temperatura de cor só é significativa para fontes de luz que de fato correspondem um pouco à radiação de algum corpo negro (ou seja, aqueles em uma linha de vermelho-laranja via amarelo e mais ou menos branco a branco azulado); não faz sentido falar de temperatura de cor (por exemplo, uma luz verde ou roxa). A temperatura de cor é convencionalmente indicada na unidade de temperatura absoluta, o kelvin, tendo o símbolo de unidade K.

Para iluminar interiores de edifícios, muitas vezes é importante levar em consideração a temperatura de cor da iluminação. Por exemplo, uma luz mais quente (ou seja, temperatura de cor mais baixa) é frequentemente usada em áreas públicas para promover relaxamento, enquanto uma luz mais fria (temperatura de cor mais alta) é usada para aumentar a concentração em escritórios. [37]

O escurecimento CCT para a tecnologia LED é considerado uma tarefa difícil, uma vez que os efeitos de binning, idade e desvio de temperatura dos LEDs alteram a saída real do valor da cor. Aqui, os sistemas de feedback loop são usados, por exemplo, com sensores de cor, para monitorar e controlar ativamente a saída de cor de vários LEDs de mistura de cores. [38]

A temperatura de cor da radiação eletromagnética emitida por um corpo negro ideal é definida como sua temperatura de superfície em Kelvin, ou alternativamente em mireds (kelvin micro-recíproco). [39] Isso permite a definição de um padrão pelo qual as fontes de luz são comparadas.

Métodos [ editar ]

Para instalações simples, cálculos manuais baseados em dados tabulares podem ser usados ​​para fornecer um projeto de iluminação aceitável. Projetos mais críticos ou otimizados agora usam rotineiramente modelagem matemática em um computador.

Com base nas posições e alturas de montagem das luminárias e suas características fotométricas, o layout de iluminação proposto pode ser verificado quanto à uniformidade e quantidade de iluminação. Para projetos maiores ou com plantas irregulares, o software de design de iluminação pode ser usado. Cada luminária tem sua localização inserida, e a refletância de paredes, teto e pisos podem ser inseridas. O programa de computador produzirá então um conjunto de gráficos de contorno sobrepostos na planta baixa do projeto, mostrando o nível de luz esperado na altura de trabalho. Programas mais avançados podem incluir o efeito da luz das janelas ou clarabóias, permitindo uma maior otimização do custo operacional da instalação de iluminação. A quantidade de luz natural recebida em um espaço interno normalmente pode ser analisada por meio de um fator de luz naturalCálculo.

O Método da Cavidade Zonal é usado como base para cálculos manuais, tabulados e computacionais. Este método usa os coeficientes de refletância das superfícies da sala para modelar a contribuição para a iluminação útil no nível de trabalho da sala devido à luz refletida das paredes e do teto. Valores fotométricos simplificados são geralmente fornecidos pelos fabricantes de dispositivos para uso neste método.

A modelagem por computador de iluminação de inundação externa geralmente procede diretamente de dados fotométricos. A potência total de iluminação de uma lâmpada é dividida em pequenas regiões angulares sólidas. Cada região é estendida até a superfície a ser iluminada e a área calculada, fornecendo a potência da luz por unidade de área. Quando várias lâmpadas são usadas para iluminar a mesma área, a contribuição de cada uma é somada. Novamente os níveis de luz tabulados (em lux ou foot-candles) podem ser apresentados como linhas de contorno de valor de iluminação constante, sobrepostas no desenho da planta do projeto. Os cálculos manuais podem ser necessários apenas em alguns pontos, mas os cálculos de computador permitem uma melhor estimativa da uniformidade e do nível de iluminação.

Mídia de design [ editar ]

Terminologia [ editar ]

Luz embutida
A caixa de proteção fica escondida atrás de um teto ou parede, deixando apenas a própria luminária exposta. A versão montada no teto é frequentemente chamada de downlight.
"Latas" com uma variedade de lâmpadas
Jargão para produtos de downlighting baratos que são embutidos no teto ou, às vezes, para uplights colocados no chão. O nome vem da forma da caixa. O termo "luzes de pote" é frequentemente usado no Canadá e em partes dos EUA.
Luz da enseada
Embutida no teto em uma longa caixa contra uma parede
Troféu
Luminárias fluorescentes embutidas, geralmente de forma retangular para caber em uma grade de teto rebaixado [40]
Luz de superfície
A carcaça acabada é exposta, não é montada embutida na superfície.
Lustre
Uma luminária ornamental ramificada projetada para ser montada em tetos [41] ou paredes [42]
Luz pendente
Suspenso do teto com uma corrente ou tubo [43]
Arandela
Fornecer luzes para cima ou para baixo; pode ser usado para iluminar obras de arte, detalhes arquitetônicos; comumente usado em corredores ou como alternativa à iluminação suspensa
Luminária de trilho
Dispositivos individuais (chamados de cabeças de trilho ) podem ser posicionados em qualquer lugar ao longo do trilho, o que fornece energia elétrica.
Luz sob o armário
Montado abaixo dos armários de parede da cozinha
Iluminação de emergência ou sinal de saída
Conectado a um backup de bateria ou a um circuito elétrico que tenha energia de emergência se a energia da rede falhar
Iluminação alta e baixa
Normalmente usado para iluminação geral de edifícios industriais e muitas vezes grandes lojas
Luzes de tira ou iluminação industrial
Muitas vezes, longas filas de lâmpadas fluorescentes usadas em um armazém ou fábrica
Iluminação externa e iluminação paisagística
Usado para iluminar calçadas, estacionamentos , estradas , exteriores de edifícios e detalhes arquitetônicos, jardins e parques
Poste de amarração
Um tipo de iluminação externa arquitetônica que é uma unidade curta e vertical montada no solo, normalmente usada para fornecer iluminação do tipo de corte para iluminação de saída, para iluminar passagens, degraus ou outros caminhos
iluminação pública
Um tipo de luz externa montada em poste usada para iluminar ruas e estradas; semelhante aos holofotes montados em postes, mas com uma lente tipo II (padrão de distribuição de luz lado a lado) em vez do tipo III [44]
Iluminação de inundação
Geralmente montado em poste ou poste ; para paisagem, estradas e estacionamentos [45]

Tipos de lâmpadas [ editar ]

Diferentes tipos de iluminação elétrica têm eficácia e temperatura de cor muito diferentes : [46]

Nome Espectro óptico Eficácia luminosa
( lm / W )
Tempo de vida ( MTTF )
(horas)
Temperatura de cor
( kelvin )
Aparência da cor Índice de
renderização de cores
Lâmpada incandescente Contínuo 4–17 2–20000 2400–3400 Branco quente (amarelado) 100
Lâmpada de halogênio Contínuo 16–23 3000–6000 3200 Branco quente (amarelado) 100
Lâmpada fluorescente Linha Mercúrio + Fósforo 52–100 (branco) 8000–20000 2700–5000 * Branco (várias temperaturas de cor), bem como cores saturadas disponíveis 15-85
Lâmpada de iodetos metálicos Quase-contínuo 50–115 6000–20000 3000–4500 Branco frio 65–93
Lâmpada de enxofre Contínuo 80–110 15.000–20.000 6000 Verde pálido 79
Sódio de alta pressão Banda larga 55–140 10.000–40.000 1800–2200 * laranja rosado 0–70
Sódio de baixa pressão Linha estreita 100–200 18000–20000 1800 * Amarelo, sem renderização de cores 0
Diodo emissor de luz (branco) [ falha na verificação ] Linha mais fósforo 10–110 50.000–100.000 Vários brancos de 2700 a 6000 * Várias temperaturas de cor, bem como cores saturadas 70–85 (branco)
Lâmpada de indução [ falha na verificação ] Linha Mercúrio + Fósforo 70–90 80.000–100.000 Vários brancos de 2700 a 6000 * Várias temperaturas de cor, bem como cores saturadas 70–85 (branco)

* Temperatura de cor é definida como a temperatura de um corpo negro emitindo um espectro similar; esses espectros são bem diferentes daqueles dos corpos negros.

A fonte mais eficiente de luz elétrica é a lâmpada de sódio de baixa pressão. Produz, para todos os efeitos práticos, uma luz amarela monocromática , que dá uma percepção igualmente monocromática de qualquer cena iluminada. Por esta razão, é geralmente reservado para usos de iluminação pública ao ar livre. As luzes de sódio de baixa pressão são as preferidas dos astrônomos para iluminação pública, pois a poluição luminosa que elas geram pode ser facilmente filtrada, ao contrário dos espectros de banda larga ou contínuos.

Lâmpada incandescente [ editar ]

A moderna lâmpada incandescente, com filamento enrolado de tungstênio, foi comercializada na década de 1920 desenvolvida a partir da lâmpada de filamento de carbono introduzida por volta de 1880. Além das lâmpadas para iluminação normal, há uma gama muito ampla, incluindo baixa tensão, baixa tipos de energia frequentemente usados ​​como componentes em equipamentos, mas agora amplamente substituídos por LEDs. [ citação necessária ]

Lâmpada fluorescente [ editar ]

As lâmpadas fluorescentes consistem em um tubo de vidro que contém vapor de mercúrio ou argônio sob baixa pressão. A eletricidade que flui através do tubo faz com que os gases liberem energia ultravioleta. O interior dos tubos é revestido com fósforo que emite luz visível quando atingido pela energia ultravioleta. [47] têm eficiência muito maior do que as lâmpadas incandescentes. Para a mesma quantidade de luz gerada, eles normalmente usam cerca de um quarto a um terço da potência de uma incandescente.

Lâmpada LED [ editar ]

Diodos emissores de luz (LEDs) tornaram-se difundidos como luzes indicadoras na década de 1970. Com a invenção dos LEDs de alta potência por Shuji Nakamura , os LEDs estão agora em uso como iluminação de estado sólido para aplicações de iluminação geral. [48]

Inicialmente, devido ao custo por lúmen relativamente alto, a iluminação LED era mais utilizada para conjuntos de lâmpadas abaixo de 10 W, como lanternas . O desenvolvimento de lâmpadas de maior potência foi motivado por programas como o US L Prize . [49]

Veja também [ editar ]

Referências [ editar ]

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Links externos [ editar ]