Desempenho luminoso e energético de leds para reformas de sistemas de iluminação de ambientes de escritório

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Beck, Elisa de Oliveira
Data de Publicação: 2016
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFSC
Texto Completo: https://repositorio.ufsc.br/handle/123456789/194253
Resumo: Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil, Florianópolis, 2016
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spelling Desempenho luminoso e energético de leds para reformas de sistemas de iluminação de ambientes de escritórioEngenharia civilIluminaçãoLâmpadas de LEDDissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil, Florianópolis, 2016As edificações têm gastos cada vez maiores com energia e o Brasil está entre os 10 maiores consumidores de energia elétrica, atrás da China e dos Estados Unidos. Edificações brasileiras consomem cerca de 48% da energia elétrica, estimando-se 24% para o uso final em iluminação no setor de serviços. Pesquisas sobre LEDs preveem mais de 50% de redução no consumo em iluminação e 20% de redução global nos gastos com energia elétrica. No entanto, o apelo à eficiência energética de sistemas de iluminação muitas vezes caminha em direção oposta à expectativa de conforto visual. Diante do exposto, o principal objetivo deste trabalho foi investigar o desempenho energético e luminoso de LEDs indicadas à substituição de sistemas convencionais em escritórios. Para isso, foram comparados sistemas de iluminação com fluorescentes T8 e com LEDs tubulares. Foi feita uma investigação experimental com medições em um escritório e utilização de programas de simulação e de cálculo o DIALux Evo 6.1 e o Photolux 3.2. A substituição direta (1:1) das fluorescentes pelas LEDs teve uma redução de 26% (453 lx para 333 lx) nos níveis médios de iluminância no plano de trabalho medidos em campo. As medições da qualidade da luz e dos ofuscamentos UGR, resultaram em adequadas à NBR 8995-1. Entretanto, não foi possível estabelecer uma relação entre os valores de UGR medidos e simulados. Para a comparação dos dois sistemas por meio de simulação no DIALux, o modelo com LEDs foi ajustado com base nas medições. Com níveis de iluminância equivalentes (500 lx ao final dos ciclos de uso), o consumo de energia elétrica foi 36% menor com LEDs, após 40.000 h de uso. Mesmo com 4 conjuntos de luminárias a mais, as LEDs apresentaram menor densidade de potência instalada (7,82 W/m² para 12,22 W/m² das T8), classes A e B pelo RTQ-C. Avaliando o custo total, incluindo o consumo e os custos dos equipamentos, o sistema com LEDs inicialmente custa o dobro do sistema com fluorescentes. Contudo, antes da primeira troca das fluorescentes, após 7.000 h de uso (29 meses conforme o perfil de utilização), o sistema com LEDs passa a ser mais econômico. Finalizadas 40.000h (primeira troca das LEDs), chega-se a 26% de economia. A comparação dos VPLs dos sistemas, trazendo todos os desembolsos descontados pela taxa de correção monetária decorrente de inflação ao valor presente, confirmou a vantagem econômica do sistema com LEDs SUBT8. Foi evidente o potencial de economia com as LEDs, entretanto, a não compatibilidade dos ambientes luminosos resultantes da troca realizada em igual proporção possibilita frustrações, prejudicando futuros investimentos nessa tecnologia. É importante que as indicações de troca incluam esclarecimentos sobre as proporções de lâmpadas de acordo com a relação de quantidade de lumens e dos rendimentos das luminárias e também, que sejam disponibilizados os métodos para as simulações e cálculos de projetos de substituições.Abstract: Buildings have increasing energy costs and Brazil is among the 10 largest consumers of electricity, behind China and the United States. Brazilian buildings consume about 48% of the electricity and 24% of consumption of lighting end use in the service sector. LEDs research predicts more than 50% reduction in lighting consumption and 20% overall reduction in energy expenses. However, the call for energy efficiency lighting systems often goes into the opposite direction of the expected visual comfort. Given the above, the main objective of this study was to investigate the energy and luminous performance of LEDs indicated to the replacement of conventional systems in offices. Therefore, lighting systems were compared with T8 fluorescent tubes and LEDs. An experimental investigation was made with measurements in an office and the usage of simulation and calculation programs DIALux Evo 6.1 and Photolux 3.2. Straight replacement (1:1) of the fluorescent for LEDs had a 26% reduction (453 lx to 333 lx) of the average levels of illuminance on the work plan measured in the field. Measurements of the quality of light and UGR glare indices resulted suitable to the NBR 8995-1 standards. However, it was not possible to establish a relationship between measured and simulated UGR values. To compare the two systems through simulation in DIALux, the model with LEDs was adjusted to the field measurements. With equivalent illuminance levels (500 lx at the end of their lyfe cycle use), the power consumption was 36% lower with LEDs, after 40,000 hours of use. Even with 4 more sets of fixtures, the LEDs had lower installed power density (7.82 W/m² compared to 12.22 W/m² of T8), classes \"A\" and \"B\" of the RTQ-C. Assessing the total cost, including consumption and equipment costs, the LED lighting system initially cost twice the fluorescent system. However, before the first exchange of fluorescents, after 7,000 hours of use (29 months according to the usage profile), the LED system becomes more economical. At the end of 40.000h (first exchange of LEDs), it reaches the 26% savings. The comparison of the NPVs of the systems, bringing all disbursements discounted by the monetary correction rate due to inflation to the present value, confirmed the economic advantage of the system with LEDs SUBT8. The cost savings potential with LEDs were evident, however, the non-compatibility of the luminous environments resulting from the exchange performed in equal proportion enables frustrations, hindering future investments in this technology. It is important that the number of lamps according to the ratio of lumens and the incomes of fixtures are included in the exchanges information. Also, the methods for the simulations or calculations of replacement projects need to be available.Lamberts, RobertoPereira, Fernando Oscar RuttkayUniversidade Federal de Santa CatarinaBeck, Elisa de Oliveira2019-03-28T16:56:26Z2019-03-28T16:56:26Z2016info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesis191 p.| il., gráfs., tabs.application/pdf350630https://repositorio.ufsc.br/handle/123456789/194253porreponame:Repositório Institucional da UFSCinstname:Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC)instacron:UFSCinfo:eu-repo/semantics/openAccess2019-04-02T12:25:54Zoai:repositorio.ufsc.br:123456789/194253Repositório InstitucionalPUBhttp://150.162.242.35/oai/requestopendoar:23732019-04-02T12:25:54Repositório Institucional da UFSC - Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC)false
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