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Depois de avaliar a iluminao natural, possvel determinar a quantidade de iluminao adicional que pode ser necessria durante o dia e projetar o sistema de iluminao de acordo. Alm disso, importante calcular a quantidade de iluminao necessria para os momentos em que a luz natural no est disponvel.

>Modelo

ID:(91, 0)



Iluminação

Descrição

Depois de avaliar a iluminação natural, é possível determinar a quantidade de iluminação adicional que pode ser necessária durante o dia e projetar o sistema de iluminação de acordo. Além disso, é importante calcular a quantidade de iluminação necessária para os momentos em que a luz natural não está disponível.

Variáveis

Símbolo
Texto
Variáve
Valor
Unidades
Calcular
Valeur MKS
Unidades MKS
$a$
a
Albedo
-
$n_a$
n_a
Concentração assintótica de fotões
1/m^3
$n$
n
Concentração de fotões
1/m^3
$n_0$
n_0
Concentração inicial
1/m^3
$h$
h
Constante de Planck
Js
$\nu$
nu
Frequência de fotões
Hz
$\epsilon$
e
Frequência de luz
J
$I$
I
Intensidade
W/m^2
$c$
c
Superfície da fonte
m/s
$S_w$
S_w
Superfície da fonte
m^2
$S$
S
Superfícies de parede
m^2
$t$
t
Tempo
s
$\tau$
tau
Tempo de relaxamento
s
$V$
V
Volume do espaço
m^3

Cálculos


Primeiro, selecione a equação:   para ,  depois, selecione a variável:   para 

Símbolo
Equação
Resolvido
Traduzido

Cálculos

Símbolo
Equação
Resolvido
Traduzido

 Variáve   Dado   Calcular   Objetivo :   Equação   A ser usado



Equações

Dado que o frequência de fotões ($\nu$) o inverso de o período ($T$):

$\nu=\displaystyle\frac{1}{T}$



isso significa que la superfície da fonte ($c$) igual dist ncia percorrida em uma oscila o, ou seja, ERROR:8439, dividida pelo tempo decorrido, que corresponde ao per odo:

$c=\displaystyle\frac{\lambda}{T}$



Em outras palavras, a seguinte rela o se aplica:

$ c = \nu \lambda $

(ID 3953)

O fluxo de f tons em uma sala descrito por la concentração de fotões ($n$) como uma fun o de o tempo ($t$), utilizando as vari veis ERROR:10426, la intensidade ($I$), ERROR:10424, o albedo ($a$), la superfície da fonte ($c$) e la frequência de luz ($\epsilon$), de acordo com a seguinte equa o:

$\displaystyle\frac{ dn }{ dt } = -\displaystyle\frac{1}{6} c \displaystyle\frac{ S }{ V }(1-a) n + \displaystyle\frac{ S_w I }{ \epsilon V }$



No caso estacion rio, a derivada zero, e ao resolver a equa o em termos de la concentração de fotões ($n$), podemos definir la concentração assintótica de fotões ($n_a$) usando a seguinte rela o:

$ n_a = \displaystyle\frac{6 I }{ c (1- a )\epsilon}\displaystyle\frac{ S_w }{ S }$

(ID 15868)

A varia o de la concentração de fotões ($n$) em rela o a o tempo ($t$),

$\displaystyle\frac{dn}{dt}$



ser igual ao fluxo de entrada:

$\displaystyle\frac{S_w I}{\epsilon V}$



que envolve as vari veis ERROR:10426, la intensidade ($I$), la frequência de luz ($\epsilon$) e ERROR:10425, menos a perda por absor o nas paredes:

$\displaystyle\frac{1}{6}\displaystyle\frac{S (1-a) c n}{V}$



usando as vari veis la superfície da fonte ($c$), o albedo ($a$) e ERROR:10424, resultando na seguinte equa o:

$\displaystyle\frac{ dn }{ dt } = -\displaystyle\frac{1}{6} c \displaystyle\frac{ S }{ V }(1-a) n + \displaystyle\frac{ S_w I }{ \epsilon V }$

(ID 15870)

Como a varia o de la concentração de fotões ($n$) em fun o de o tempo ($t$) se deve ao fluxo de entrada menos a fra o que absorvida, a equa o pode ser expressa utilizando as vari veis ERROR:10426, la intensidade ($I$), ERROR:10424, o albedo ($a$), ERROR:10425, la superfície da fonte ($c$) e la frequência de luz ($\epsilon$), resultando na seguinte rela o:

$\displaystyle\frac{ dn }{ dt } = -\displaystyle\frac{1}{6} c \displaystyle\frac{ S }{ V }(1-a) n + \displaystyle\frac{ S_w I }{ \epsilon V }$



Com a rela o para la concentração assintótica de fotões ($n_a$) dada por:

$ n_a = \displaystyle\frac{6 I }{ c (1- a )\epsilon}\displaystyle\frac{ S_w }{ S }$



e com o tempo de relaxamento ($\tau$):

$ \tau = \displaystyle\frac{ 6 V }{ c (1- a ) S }$



a equa o pode ser reescrita como:

$\displaystyle\frac{dn}{dt} = \displaystyle\frac{1}{\tau}(n_0-n)$



cuja solu o :

$ n = n_a + (n_0 - n_a) e^{- t / \tau }$



com o concentração inicial ($n_0$).

(ID 15871)

Como a varia o de la concentração de fotões ($n$) em fun o de o tempo ($t$) devida ao fluxo de entrada menos a fra o que absorvida, a equa o pode ser expressa utilizando as vari veis ERROR:10426, la intensidade ($I$), ERROR:10424, o albedo ($a$), ERROR:10425, la superfície da fonte ($c$) e la frequência de luz ($\epsilon$), resultando na seguinte equa o:

$\displaystyle\frac{ dn }{ dt } = -\displaystyle\frac{1}{6} c \displaystyle\frac{ S }{ V }(1-a) n + \displaystyle\frac{ S_w I }{ \epsilon V }$



Com a rela o para la concentração assintótica de fotões ($n_a$) dada por:

$ n_a = \displaystyle\frac{6 I }{ c (1- a )\epsilon}\displaystyle\frac{ S_w }{ S }$



a equa o pode ser reescrita como:

$\displaystyle\frac{dn}{dt} = \displaystyle\frac{1}{\tau}(n_0-n)$



onde o tempo de relaxamento ($\tau$) es:

$ \tau = \displaystyle\frac{ 6 V }{ c (1- a ) S }$

(ID 15872)


Exemplos


(ID 15873)

Um modelo simples para estudar a ilumina o necess ria o de um g s de f tons que ocupa o volume da sala. Essas part culas entram na sala atrav s das janelas, vindas do exterior e/ou das l mpadas dentro do ambiente:



Os f tons se deslocam a la superfície da fonte ($c$) pelo espa o, colidindo com as paredes, onde apenas uma fra o correspondente a o albedo ($a$) refletida. A fra o $1-a$ absorvida pelas superf cies, e assim os f tons deixam o sistema:



Como as paredes n o s o perfeitamente lisas, a luz se reflete de maneira isotr pica, ou seja, sem favorecer nenhuma dire o espec fica. Ao final, h um fluxo de entrada de f tons pelas janelas e/ou l mpadas, e um fluxo predominante de absor o pelas paredes, que, em uma situa o de equil brio, ser igual ao fluxo de entrada:

(ID 137)

A quantidade de luz, representada pelo n mero de f tons que entram no ambiente por unidade de tempo, seja atrav s das janelas ou das l mpadas, pode ser estimada usando as vari veis la intensidade ($I$) e ERROR:10426, considerando que cada f ton possui uma energia de la frequência de luz ($\epsilon$). Esta rela o dada pela f rmula:

$\displaystyle\frac{I S_w}{\epsilon}$



A qual est ilustrada no gr fico a seguir:



Os f tons que entram no espa o s o perdidos devido absor o pelas superf cies das paredes, teto e ch o, de acordo com o valor ERROR:10424. O n mero de f tons que atinge essas superf cies proporcional a la concentração de fotões ($n$), e a fra o absorvida o complemento de o albedo ($a$). Al m disso, se a distribui o dos f tons for anisotr pica, apenas 1/6 dos f tons pr ximos superf cie viajar o na dire o da mesma. Portanto, o fluxo de f tons absorvidos pode ser expresso como:

$\displaystyle\frac{1}{6} n S (1-a)$



Esta rela o tamb m est representada no gr fico a seguir:

Em geral, o segundo fluxo menor que o primeiro, o que implica que o fluxo de entrada absorvido ao longo de v rias reflex es nas paredes. No entanto, este processo t o r pido que o olho humano n o consegue perceb -lo, de modo que a interrup o de uma fonte de luz resulta em um escurecimento aparentemente instant neo.

(ID 139)

Considerando o fluxo de f tons que entra e o que absorvido, poss vel calcular como la concentração de fotões ($n$) varia em fun o de o tempo ($t$) em ERROR:10425. Isso representado no gr fico a seguir:



indicando que a varia o de la concentração de fotões ($n$) em rela o a o tempo ($t$),

$\displaystyle\frac{dn}{dt}$



ser igual ao fluxo de entrada:

$\displaystyle\frac{S_w I}{\epsilon V}$



envolvendo as vari veis ERROR:10426, la intensidade ($I$), la frequência de luz ($\epsilon$) e ERROR:10425, menos a perda por absor o nas paredes:

$\displaystyle\frac{1}{6}\displaystyle\frac{S (1-a) c n}{V}$



com as vari veis la superfície da fonte ($c$), o albedo ($a$) e ERROR:10424, resultando na seguinte equa o:

$\displaystyle\frac{ dn }{ dt } = -\displaystyle\frac{1}{6} c \displaystyle\frac{ S }{ V }(1-a) n + \displaystyle\frac{ S_w I }{ \epsilon V }$

(ID 15869)


(ID 15874)


ID:(2093, 0)