Foram dois os fatores que contribuíram para a realização de simulação computacional a fim de comparar os resultados obtidos em campo. Como observado nas pesquisas de produtos disponíveis no mercado brasileiro, fluorescentes T8 e LEDs substitutivos não continham as mesmas referências para os dados fotométricos. Mesmo para as trocas indicadas pelos fabricantes, não foi possível constatar equivalência direta,
principalmente, considerando-se a eficácia luminosa da lâmpada, e quantidade total de lumens (fluxo luminoso) da lâmpada.
Outra questão importante se deve à eficácia luminosa resultante do conjunto, composto pelas lâmpadas e luminárias. As luminárias, em geral, têm curvas medidas em laboratório para fluorescentes, mas não são disponibilizados os mesmos dados para as LEDs que podem substituí-las. Nesse sentido, as comparações das medições realizadas em campo com as simulações tornam-se importantes para uma avaliação de eficiência energética e custo dos sistemas, considerando parâmetros de conforto visual.
3.3.1 DIALux Evo 6.1
O DIALux foi o programa escolhido para elaboração dos modelos dos ambientes e dos sistemas de iluminação artificial. O programa, recomendado para realização de simulações de sistemas de iluminação artificial, permitiu com que a modelagem do ambiente fosse inteiramente realizada por meio de sua interface.
O programa utiliza a DIN EN 12464-1 (2005), idêntica à NBR 8995-1 (2013), baseando-se na norma para gerar resultados de cálculo aos parâmetros exigidos. Esse foi um forte indicador para sua utilização, tendo em vista realizar as análises dos sistemas de iluminação dos ambientes de acordo com a norma vigente.
Após os levantamentos, os desenhos em arquivos CAD de extensão DWG, foram importados no DIALux e utilizados como referência para elaboração do modelo e da malha utilizada nas medições em campo. A possibilidade de inserção dos arquivos fotométricos para a luminária e as lâmpadas fluorescentes e LEDs escolhidas, disponibilizados por plug-in dos fabricantes permitiu a comparação entre os sistemas.
3.3.1.1 Modelo
A escolha dos ambientes de escritório considerou as tarefas ou atividades presentes na NBR 8995-1. Para esta pesquisa foi utilizado um ambiente de escritório incluindo funções de: “escrever, ler e teclar” e “trabalhar com monitores de vídeo” (VDT - Visual display terminals).
O ambiente foi modelado dentro da interface do programa, utilizando as plantas de extensão DWG como referência, visando reproduzir o máximo de detalhes encontrados em campo.
Os seguintes parâmetros foram comuns aos sistemas de iluminação avaliados:
Dimensões físicas da sala, com paredes, piso, teto, aberturas; Distribuição do mobiliário e acabamentos, como persianas e
computadores;
Refletâncias das superfícies;
Altura de montagem das luminárias (Hp), Tipo e distribuição das luminárias. 3.3.1.2 Perfil de utilização dos sistemas
O perfil de utilização dos sistemas, configurado para o DIALux, teve como base os fatores de manutenção calculados conforme o ciclo de vida da lâmpada, o ciclo de manutenção das luminárias e do ambiente conforme verificação das limpezas realizadas no local. Para os dados do tempo de utilização, foram calculadas as horas de lâmpadas acesas de acordo com o horário de expediente para o escritório.
3.3.1.3 Superfícies de cálculo
As superfícies de cálculo foram criadas, no programa, em correspondência à malha de pontos utilizada para as medições, ou seja, uma superfície de cálculo para cada ponto medido em campo. Para a área total, equivalente ao plano de uso, de mesma altura das mesas, a 0,70 m do nível do piso, foi criada uma superfície de cálculo que expõe as curvas isolux na sala. As curvas isolux foram configuradas com a mesma escala de cores, de acordo com o nível de iluminância (em lux).
Essas superfícies de cálculo criadas puderam ter os Parâmetros de cálculo selecionados e ajustados, conforme a altura e direção, quando fosse necessário.
3.3.1.4 Parâmetros de cálculo
Para obter resultados a partir das simulações, determinados parâmetros de cálculo foram selecionados. No cálculo de cada valor de iluminância, foi selecionado, para a superfície de cálculo análoga, o parâmetro de cálculo “Potência luminosa vertical (adaptativo)”. O posicionamento das superfícies de cálculo dos níveis de iluminância foram ajustadas para 0,70 m, a mesma altura das mesas no local.
Nos cálculos de Índice de Ofuscamento Unificado, UGR, o parâmetro “Unified Glare Rating (UGR)” foi selecionado. Foram localizados e direcionados de acordo com as fotos realizadas no experimento de campo, para a comparação entre os resultados obtidos em campo e resultados simulados, a uma altura de 1,20 m de altura em relação ao piso.
Nos cálculos de UGR realizados nas simulações de iluminação para análise do desempenho energético, foi utilizada a malha de cálculo padrão do programa, que confere valores de 15º em 15º, de 0º a 360º.
Os parâmetros de cálculo especificados, mais as características do modelo e configuração do perfil de utilização permitiram obter, após a simulação, valores utilizados na comparação entre os sistemas por medição e por simulação. Os principais indicadores utilizados na comparação são resumidos no Quadro 3.
Quadro 3. Indicadores utilizados na comparação entre as medições e simulações
Níveis de iluminância mantida no plano de trabalho Ēm(média) , E(máxima), E(mínima)
Uniformidade (Emínim/Emédia)
Índice de Ofuscamento Unificado UGR
Fluxo luminoso ϕ [lm]
Para isso, o modelo de simulação com LEDs, comparado com a medição, foi ajustado quanto ao rendimento das luminárias, estimando-se que haja menor perda causadas por reflexão, como ocorre com as fluorescentes. As LEDs têm ângulos de abertura menores e como consequência, o facho luminoso é voltado ao plano de trabalho. Essa diferença entre as fluorescentes, que possuem facho luminoso omnidirecional, motivou a adequação dos valores a um rendimento superior para as luminárias com LEDs, que não é disponibilizado pelo fabricante, ou calculado pelo programa.
Essa adequação foi possível ante a realização de medições em campo, que forneceu base para esse ajuste.
3.3.2 Ajuste dos modelos com LEDs
A partir do ângulo de abertura das LEDs utilizadas, de 100º x 150º, contabilizou-se o rendimento de 100% (total) para as luminárias. Partindo do percentual de perda de 26% especificado para a luminária (LOR de 74%), ajustou-se, percentualmente, o valor indicado para o fluxo luminoso de cada lâmpada LED.
O valor inicial de lumens para cada lâmpada LED foi majorado proporcionalmente para que, após a perda fixada pela luminária, resultasse ao cálculo de rendimento da luminária LOR = 100%.
A comparação entre os valores medidos e simulados permitiu a continuidade do trabalho na análise do desempenho energético e econômico, baseada no ajuste do modelo com LEDs e na equiparação dos níveis de iluminância para os dois sistemas.
3.4 ANÁLISE DO DESEMPENHO ENERGÉTICO E ECONÔMICO