Como a temperatura da luz afeta a percepção das cores

Luminotécnica
Eletrotécnica Geral
Eng. Civil
Prof. Fernando Passold
Parte I: Conforto

Fator Conforto
Luminotécnica
Parte I
Nov.2012Prof. Fernando Passold 2

Conforto Luminoso
Conforto é a interpretação
de estímulos objetivos,
físicos e facilmente
quantificáveis, por meio de
respostas fisiológicas
(sensações) e de emoções,
com caráter subjetivo e de
difícil avaliação

Objetivos da Iluminação
1. Obter boas condições
de visão associadas à
visibilidade, segurança e
orientação dentro de
um determinado
ambiente.
“Luz da razão” (Fig. 4);
Associado com atividades
laborativas e produtivas.
2. Principal instrumento de
ambientação do espaço –
criação de efeitos
especiais com a própria luz
ou no destaque de objetos
e superfícies do próprio
espaço.
2. “Luz da emoção” (Fig. 5);
3. Associado com atividades
não laborativas, não
produtivas, de lazer, estar
e religiosas.

Sistemas de Iluminação

Iluminação Geral:
Distribuição aprox.
regular das luminárias
pelo teto;
Iluminação horizontal de
um certo nível médio;
Uniformidade

Iluminação Geral:
Vantagens:
Maior flexibilidade –
layout;
Desvantagens:
Não atende à
necessidades específicas
de locais que exigem
maiores níveis de
iluminância;
Em alguns casos geram
ofuscamento (pela visão
direta da fonte de luz).

Iluminação localizada:
Concentra-se a luminária
em locais de principal
interesse (áreas restritas
de trabalho).
Asseguram iluminação
geral suficiente para
eliminar fortes
contrastes,

Iluminação localizada:
 Vantagens:
Maior economia de
energia;
Posicionamento (evitam
ofuscamento, sombras
indesejáveis e reflexões
veladoras);
Consideram necessidades
individuais.
 Desvantagens:
Dificuldade para futura
mudança de layout
Normalmente exigem
complementação via
sistema geral.

Iluminação de tarefa:
Luminárias próximas de
tarefa visual e do plano
de trabalho;
Iluminam uma área muito
pequena.

Iluminação de tarefa:
Vantagens:
Maior economia de
energia;
Maior controle dos
efeitos luminotécnicos;
Desvantagens:
Deve ser complementada
por outro tipo de
iluminação;
Menor flexibilidade para
alteração da disposição
dos planos de trabalho.

Radiação Solar e Luz
Uma fonte de radiação emite ondas eletromagnéticas com diferentes comprimentos
de onda. A radiação solar tem três espectros principais desta radiação: o infravermelho
- responsável pela sensação de calor - o espectro visível, ou luz, e o ultravioleta –
responsável pelo efeito higiênico da radiação (pois mata bactérias e fungos), pela
despigmentação de alguns tipos de tecidos, pelo bronzeamento da pele, etc

Se perguntarmos para um leigo no assunto, como uma
criança, por exemplo, sobre o que mais atrai a sua atenção
em um filme de animação da Disney ou Dreamworks, ela
certamente responderá que são as cores.
Na verdade, o que torna as cores atraentes em um filme
qualquer é a iluminação utilizada nas cenas. Não importa
se o filme é uma animação como Madagascar ou um épico
de aventura como Indiana Jones, a iluminação é a chave
para o expectador ser atraído para dentro da fantasia
proposta no filme.
Mas se meu objetivo é obter cores atraentes, por que devo
me preocupar com a iluminação? Não basta simplesmente
usar cores bonitas?
A resposta para esta pergunta infelizmente é não.
O Fenômeno das Cores

 As cores não são nada mais que um fenômeno óptico provocado pela ação dos feixes de luz
sobre as células da retina que por sua vez é capaz de processar 3 frequências de luz que
correspondem respectivamente ao Vermelho, ao Verde e ao Azul. Em outras palavras, nossos
olhos funcionam pelo “sistema aditivo”, também conhecido como RGB.
 Neste processo, o nosso cérebro pinta dinamicamente a cena que estamos vendo com base
nas frequências presentes nos feixes de luz recebidos pela retina.
 A variação dos feixes de luz é provocado pela pigmentação encontrada nos objetos (como tinta
por exemplo ) que filtram a luz e devolvem para a retina as frequências da cor. Este processo
de filtragem é o “sistema subtrativo”, também conhecido como CMY.
O Fenômeno das Cores (2)

 Neste processo, os feixes de luz, possuindo uma “frequência pura” são filtrados pelos mais
diversos pigmentos e massas presentes nos objetos da cena que estamos vendo e em seguida
devolvidos para nossa retina filtrados em frequências diferentes. A retina, por sua vez, envia
para o cérebro as coordenadas corretas para que possa ser efetuada a coloração da cena.
 Estas frequências de luz são chamadas de “temperatura da luz” ou “temperatura das cores”.
 Para entender melhor a necessidade de uma boa iluminação precisamos conhecer um pouco
sobre a “temperatura das cores”, que é um conceito largamente utilizado pelas empresas
cinematográficas.
O Fenômeno das Cores (2)

Sensibilidade do Olho Humano
O olho humano possui diferentes sensibilidades para a luz. Durante o dia, nossa
maior percepção se dá para o comprimento de onda de 550 nm, correspondente às
cores amarelo- esverdeadas. Já durante a noite, para o de 510 nm, correspondente
às cores verdes azuladas.

Luz e Cores
 Da mesma forma que surgem
diferenças na visualização das
cores ao longo do dia
(diferenças da luz do sol ao
meio-dia e no crepúsculo), as
fontes de luz artificiais também
apresentam diferentes
resultados.
 As lâmpadas incandescentes,
por exemplo, tendem a
reproduzir com maior
fidelidade as cores vermelha e
amarela do que as cores verde
e azul, aparentando ter uma
luz mais “quente”.

Temperatura da Luz
 O homem bacana da foto chama-se
William Thomson. Ele foi um físico-
matemático britânico que viveu no século
XIX e é considerado o líder das ciências
físicas do seu tempo.
 Suas façanhas foram tão importantes que
ele foi elevado a Barão em 1892,
passando a ser conhecido mundialmente
como Barão Kelvin.
 Entre as contribuições de Thomson, a
mais importante é a que nos interessa.
Ele desenvolveu a escala Kelvin que serve
para medir a temperatura absoluta da luz
(onde o Zero Absoluto, ou Zero Kelvin é
definido como 0 K, que equivale a -273,15
graus Celsius). O “Kelvin”, ou “K” é uma
“unidade de medida” e sendo assim não
utiliza os prefixos “grau” ou “graus”.

Temperatura da Luz (2)
Tudo o que é aquecido produz
energia e com base nisso,
Thomson descobriu que ao
aquecer um objeto qualquer até
atingir a medida de 973,3 K (
equivalente a 700 graus Celsius )
a energia produzida começa a
emitir uma luz vermelha escura.
A frequência desta luz vai
variando de cor conforme a
intensidade da energia,
formando uma matiz de cores
que definem a temperatura da
luz.

Temperatura da Luz (3)
A frequência desta luz vai
variando de cor conforme a
intensidade da energia,
formando uma matiz de
cores que definem a
temperatura da luz.
Essas variações são
chamadas de “espectro
visível da luz”, ou
simplesmente de “cores
espectrais da luz”.

Impacto da Escala Kevin
Tipos diferentes de luz podem mudar totalmente a
coloração da cena, criando ambientes diferenciados.

Impacto da Escala Kevin (2)
A temperatura das cores tem importância fundamental
tanto na criação de ilustrações como na animação.

Usando a escala Kelvin para medir a temperatura da luz em
ambientes reais, encontraremos diferenças bruscas de
temperatura na comparação entre ambientes interiores (dentro
de casa) e exteriores. Isso acontece por diversos fatores como
rebatimentos de luz, reflexos, efeitos atmosféricos, etc.
Como uma solução para este inconveniente, usamos a média de
variação para chegar a um resultado mais preciso.
Por exemplo, os ambientes exteriores em um dia comum variam
entre 4500 K e 6200 K, sendo assim, usamos a média desta
variação que seria 5600 K.
Também os ambientes interiores com luz incandescente, variam
entre 2800 K e 3400 K, sendo a média de 3200 K. Com luz
fluorescente, os interiores podem variar entre 4000 K e 7000 K,
sendo a média de 4300 K.

 Usando a escala Kelvin para medir a
temperatura da luz em ambientes reais,
encontraremos diferenças bruscas de
temperatura na comparação entre
ambientes interiores (dentro de casa) e
exteriores. Isso acontece por diversos
fatores como rebatimentos de luz,
reflexos, efeitos atmosféricos, etc.
 Como uma solução para este
inconveniente, usamos a média de
variação para chegar a um resultado mais
preciso.
 Por exemplo, os ambientes exteriores
em um dia comum variam entre 4500 K e
6200 K, sendo assim, usamos a média
desta variação que seria 5600
K. Também os ambientes interiores com
luz incandescente, variam entre 2800 K e
3400 K, sendo a média de 3200 K. Com
luz fluorescente, os interiores podem
variar entre 4000 K e 7000 K, sendo a
média de 4300 K.

Exemplos Reais de Temperatura
Temperatura = 1.200K (fogo).

Temperatura = 1.400K (vela).

Temperatura = 1.700K (vela).

Temperatura = 1.800K (vela - violino).

Temperatura = 2.700K (lâmpada incandescente 40W).

Temperatura = 3.000 K (lâmpada incandescente).

Temperatura = 4.000 K (lâmpada branca quente).

Temperatura = 4.700 K (lâmpada branca fria).

Temperatura = 6.000 K (lâmpada base de Mercúrio).

Temperatura = 6.500 K (lâmpada “Luz do Dia”).

Temperatura = 9.000 K (céu aberto).

Temperatura = 12.000 K (céu aberto).

Temperatura = 25.000 K (céu aberto, pólo norte).

Índice IRC
A cor de um objeto é
determinada pela
reflexão de parte do
espectro de luz que
incide sobre ele. Isso
significa que uma boa
Reprodução de Cor está
diretamente ligada à
qualidade da luz
incidente, ou seja, à
distribuição equilibrada
das ondas constituintes
do seu espectro.
Reprodução de
Cor

Tonalidade da Cor

Tonalidade da Cor
 Do ponto de vista psicológico,
quando dizemos que um sistema de
iluminação apresenta luz “quente”
não significa que a luz apresenta uma
maior temperatura de cor, mas sim
que a luz apresenta uma tonalidade
mais amarelada. Um exemplo deste
tipo de iluminação é a utilizada em
salas de estar, quartos ou locais onde
se deseja tornar um ambiente mais
aconchegante.
 Da mesma forma, quanto mais alta
for a temperatura de cor, mais “fria”
será a luz (figs. 44 e 45). Um exemplo
deste tipo de iluminação é a utilizada
em escritórios, cozinhas ou locais em
que se deseja estimular ou realizar
alguma atividade laborativa.

Tom da Cor x Luminância
Um dos requisitos para o conforto visual é a utilização da iluminação
para dar ao ambiente o aspecto desejado. Sensações de aconchego ou
estímulo podem ser provocadas quando se combinam a Tonalidade de
Cor correta da fonte de luz ao nível de Iluminância pretendido

Tom da Cor x Luminância
Estudos subjetivos afirmam que para Iluminâncias mais elevadas são
requeridas lâmpadas de temperatura de cor mais elevada também.
Chegou- se a esta conclusão baseando-se na própria natureza, que ao
reduzir a luminosidade (crepúsculo), reduz também sua temperatura
de cor.
A ilusão de que a tonalidade de cor mais clara ilumina mais, leva ao
equívoco de que, com as “lâmpadas frias”, precisa- se de menos luz.

a) Levantamento das atividades do local, de suas dimensões físicas, de
seu layout, dos materiais utilizados e das características da rede
elétrica no local (dados iniciais do projeto);
b) Determinação dos objetivos da iluminação e dos efeitos que se
pretende alcançar em função da(s) atividade(s) a ser(em) exercida(s)
no ambiente (definidos principalmente em função dos sistemas de
iluminação a serem adotados);
c) Escolha das lâmpadas (em função de todos os demais itens desta
relação);
d) Escolha das luminárias (em função de todos os demais itens desta
relação);
e) Análise dos Fatores de Influência na Qualidade da Iluminação
(relacionados, principalmente, à definição dos níveis de iluminância,
das relações de luminância–contrastes, do IRC e da Temperatura de
Cor);
Etapas Projeto Luminotécnico

f) Cálculo da iluminação geral (Método das Eficiências);
g) Cálculo de controle;
h) Distribuição da luminária;
i) Definição dos pontos de iluminação;
j) Cálculo de iluminação dirigida;
k) Avaliação do consumo energético;
l) Avaliação de custos;
m) Cálculo de rentabilidade.
Etapas Projeto Luminotécnico

Os principais aplicativos na área de luminotécnica são:
1 • RADIANCE : http://radsite.lbl.gov/radiance
2 • AGi32: http://www.agi32.com
3 • LUMEN DESIGN: http://www.lighting-technologies.com
4 • ECOTECT: http://www.squ1.com
5 • RELUX: http://www.relux.biz
6 • DIALUX: http://www.dial.de
7 • SOFTLUX: http://www.itaim.ind.br
Obs: os 4 primeiros são pagos. Os 3 últimos gratuitos.
Software

Iluminação para diversos
acabamentos e funções

Fim
Ref:
- OSRAM (Apostila);
- HAFELE;
- PHILIPS;
- TARGETTI

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