1. Introdução

O projeto de iluminação externa é uma disciplina complexa que vai além da simples iluminação espacial; influencia profundamente a segurança pública, o conforto visual, o consumo de energia e o ambiente natural. Controlar e distribuir a luz com precisão é fundamental para atingir esses objetivos multifacetados. Este artigo visa fornecer uma análise abrangente dos principais conceitos de distribuição de luz — particularmente luminárias com corte (incluindo corte total, corte e semi-corte), luminárias sem corte e distribuições tipo asa de morcego — comparando-os rigorosamente com os padrões estabelecidos para iluminação pública na América do Norte (definidos principalmente pela Sociedade de Engenharia de Iluminação da América do Norte (IESNA)). Ao dissecar as definições técnicas, características e aplicações típicas de cada tipo, este artigo esclarecerá as distinções e sinergias entre eles, oferecendo insights valiosos para profissionais de planejamento urbano, engenharia civil e projeto de iluminação, a fim de desenvolver soluções de iluminação externa sustentáveis, compatíveis e de alta qualidade.

2. Compreendendo a classificação de corte de jogos

A classificação de corte das luminárias define a extensão em que a luz é emitida acima do plano horizontal, desempenhando um papel crucial no gerenciamento da poluição luminosa, do ofuscamento e da invasão de luz. Essas classificações, historicamente definidas pela Sociedade de Engenharia de Iluminação (IES), fornecem uma estrutura para o controle das emissões de luz ascendente.

2.1. Jogos de corte completos

A distribuição de luz de luminárias de corte total é definida por dois padrões rigorosos: primeiro, a intensidade da luz (candelas) no nadir (diretamente abaixo) a 90 graus ou acima é zero, indicando que a luminária não emite nenhuma luz diretamente para cima. 1. Em segundo lugar, o valor da candela em um ângulo vertical de 80 graus ou mais por 1000 lúmens de lâmpada nua não excede 100 (ou seja, 10%) 1. Esses limites se aplicam a todos os ângulos laterais ao redor do dispositivo.

As luminárias de corte total são projetadas para direcionar toda a luz para baixo, minimizando assim efetivamente o brilho do céu (o clareamento do céu noturno) e a invasão de luz (luz indesejada que se espalha sobre propriedades adjacentes). 5Essa característica os torna essenciais para o cumprimento das normas de céu escuro e a preservação de ambientes noturnos. Além disso, ao controlar rigorosamente a luz em ângulos altos, reduzem significativamente o ofuscamento direto, aumentando o conforto visual e a segurança de motoristas e pedestres. 6. Sua eficiência em direcionar precisamente a luz apenas onde a iluminação é necessária também auxilia na conservação de energia 6. Assim, muitos regulamentos locais e padrões ambientais na América do Norte exigem ou recomendam fortemente o uso de dispositivos de corte total 5.

2.2. Dispositivos de corte

A distribuição de luz dos dispositivos de corte é definida por limites de candela específicos: o valor da candela em um ângulo vertical de 90 graus não excede 25 (2,5%) 2. No nadir, o valor da candela em um ângulo vertical de 80 graus não excede 100 (10%) 2. Esses limites se aplicam a todos os ângulos laterais. Embora uma pequena quantidade de luz seja permitida acima de 90 graus, as luminárias com corte ainda controlam significativamente a luz ascendente em comparação com as luminárias com corte parcial ou sem corte, ajudando assim a reduzir a poluição luminosa.

2.3. Luminárias de semi-corte

As luminárias semi-cortadas têm restrições mais flexíveis à luz ascendente: o valor da candela em um ângulo vertical de 90 graus não excede 50 (5%) 2. A 80 graus, o valor da candela não ultrapassa 200 (20%) 2. Esses limites se aplicam a todos os ângulos laterais. Em comparação com luminárias com corte total ou corte parcial, as luminárias com corte parcial emitem mais luz em ângulos altos, aumentando o potencial de ofuscamento e luminescência celeste. Geralmente, não são recomendadas para áreas ambientalmente sensíveis ou situações que exijam controle rigoroso da poluição luminosa.

2.4. Dispositivos sem corte

As luminárias sem corte são caracterizadas pela ausência de restrições de intensidade luminosa (candelas) acima de sua região de candela máxima 2. Essas luminárias emitem luz em todas as direções, incluindo quantidades significativas diretamente para cima e horizontalmente. Essa falta de controle leva à poluição luminosa severa (brilho celeste), à entrada de luz substancial em propriedades adjacentes e, frequentemente, produz ofuscamento desconfortável. 9. Devido às crescentes preocupações ambientais e aos esforços regulatórios para controlar a poluição luminosa, seu uso é cada vez mais restrito ou proibido em muitas jurisdições. 6.

A evolução de luminárias sem corte para luminárias com corte total representa um avanço significativo na engenharia de iluminação e na estrutura regulatória, visando mitigar os impactos negativos da iluminação externa. Essa tendência enfatiza a crescente importância da responsabilidade ambiental e da melhoria da qualidade visual no projeto de iluminação moderno. A luz irrestrita (característica de luminárias sem corte) leva a problemas como ofuscamento, dispersão de luz em propriedades adjacentes e poluição luminosa generalizada. 9. Por outro lado, classificações de corte mais rigorosas, como o corte total, são projetadas para abordar essas questões, visando “reduzir a poluição luminosa”, “minimizar o brilho do céu”, “reduzir o brilho”, “melhorar o conforto visual” e “aumentar a eficiência energética”. 5Essa evolução na classificação é uma resposta direta da indústria e de órgãos reguladores (como a International Dark-Sky Association e a IES RP-33) ao reconhecimento da poluição luminosa e do ofuscamento como problemas significativos, impulsionando e estabelecendo padrões mais rigorosos para promover práticas de iluminação mais responsáveis e sustentáveis. Isso indica que o projeto de iluminação deixou de ser apenas um meio de fornecer iluminação e passou a oferecer iluminação de "alta qualidade" que considera seus impactos ambientais e humanos mais amplos.

É importante ressaltar que o sistema tradicional de classificação de corte está sendo substituído pelo sistema de classificação BUG (Backlight-Uplight-Glare). 3Esta transição marca um movimento em direção a uma abordagem mais detalhada, abrangente e acionável para avaliar o desempenho da iluminação, reconhecendo que a iluminação ascendente é apenas um componente da poluição luminosa e da invasão. O sistema de corte tradicional concentra-se principalmente na emissão de luz em ângulos acima de 80° e 90° (iluminação ascendente). No entanto, a classificação BUG divide a distribuição esférica da luz em três zonas diferentes: "Para cima", "Frente" e "Traseira", quantificando a quantidade de luz em cada zona. 3. Isso significa que ele avalia não apenas a iluminação ascendente, mas também o vazamento de luz para trás (iluminação de fundo, levando à invasão) e o ofuscamento (luz emitida em ângulos altos para a frente e potencialmente causando desconforto). Essa mudança ilustra que o controle da iluminação ascendente, embora importante, é insuficiente para alcançar uma iluminação externa verdadeiramente abrangente e responsável. A iluminação de fundo pode levar à invasão significativa de luz em propriedades próximas, e o ofuscamento afeta diretamente o conforto visual e a segurança. A classificação BUG oferece uma estrutura mais abrangente e diferenciada para projetistas e reguladores abordarem todas as principais formas de poluição e perturbações luminosas. Isso permite uma seleção e um projeto de luminárias mais precisos, levando a uma melhor qualidade geral da iluminação, maior segurança e melhor gestão ambiental por meio da transição de um sistema simples de aprovação/reprovação para uma avaliação graduada e multidimensional.

Tabela 1: Comparação das características de classificação do dispositivo de corte

3. Distribuição de Asas de Morcego

A distribuição tipo asa de morcego representa uma estratégia única de design óptico que visa otimizar a qualidade e a uniformidade da luz na área iluminada. Diferentemente das classificações de corte que controlam a iluminação ascendente ou dos tipos IESNA que definem a forma geral da luz em superfícies, a distribuição tipo asa de morcego foca na uniformidade da iluminação.

3.1. Definição e Perfil Único

A distribuição em forma de asa de morcego é caracterizada por sua capacidade de produzir uma saída de luz excepcionalmente uniforme em uma ampla faixa de ângulo de feixe 12. Seu nome “asa de morcego” deriva do formato único do perfil de intensidade de luz que se assemelha às asas de um morcego quando plotado em um gráfico polar, mostrando dois picos de intensidade em cada lado do nadir 12.

Essa distribuição única é normalmente alcançada por meio da integração de difusores especialmente projetados ou elementos ópticos avançados na luminária. Esses componentes ópticos funcionam decompondo a luz emitida por fontes de LED em uma série de feixes pequenos e uniformemente espaçados. Esse processo de difusão projetado transforma a distribuição mais comum de "pontos quentes" (onde a luz é mais brilhante no centro e se dissipa rapidamente em direção às bordas) em uma saída de luz significativamente mais uniforme. 12. Além disso, alguns projetos de asas de morcego utilizam filmes ópticos para atingir “intensidade de luz de ângulo duplo” para atender a necessidades específicas de iluminação 13.

3.2. Vantagens e Aplicações

A distribuição em forma de asa de morcego tem várias vantagens significativas em relação aos padrões de luz tradicionais:

• Saída de luz mais uniforme: garante consistência nos níveis de iluminação em toda a faixa de ângulo do feixe, minimizando as alterações no brilho e reduzindo a ocorrência de pontos escuros 12.

• Pontos de acesso reduzidos: ao eliminar áreas concentradas de luz, a distribuição em forma de asa de morcego alivia o desconforto visual e cria um ambiente de iluminação esteticamente mais agradável. 12.

• Conforto visual aprimorado e ambiente sem reflexos: a distribuição uniforme da luz reduz significativamente os contrastes fortes e o brilho direto, proporcionando aos usuários uma experiência visual mais confortável e ergonômica 12.

• Aumento da produtividade e do humor: estudos mostram que ambientes com iluminação confortável, uniforme e sem reflexos podem influenciar positivamente a produtividade do usuário e o bem-estar geral em vários ambientes, como escritórios, lojas, salas de aula e bibliotecas. 12.

A distribuição Batwing é uma excelente escolha para uma ampla gama de aplicações que exigem condições uniformes e sem reflexos:

• Espaços comerciais e industriais: escritórios, ambientes de varejo, salas de aula e bibliotecas se beneficiam de iluminação sem sombras e sem pontos de acesso, melhorando o foco e reduzindo o cansaço visual. 12.

• Iluminação residencial: Ajuda a criar um ambiente mais confortável e acolhedor nas casas.

• Iluminação indireta: particularmente eficaz quando usada com luminárias indiretas suspensas, a luz é direcionada para o teto para iluminar indiretamente o espaço. Isso cria um padrão amplo e uniforme de luz refletida, aumentando ainda mais a uniformidade e reduzindo o ofuscamento direto. 12.

A distribuição Batwing é um recurso de design óptico que pode ser integrado a luminárias em vez de ser um sistema de classificação independente, como os tipos de corte ou IESNA. Ele aborda a qualidade da luz e a uniformidade dentro da área iluminada, servindo como uma função complementar a sistemas de classificação mais amplos. Essa distinção é crucial: a distribuição Batwing não substitui as classificações IESNA ou de corte, mas sim uma solução sofisticada de engenharia óptica que pode ser integrada a luminárias que atendem aos requisitos específicos de corte e IESNA. Por exemplo, uma luminária com corte completo projetada para um estacionamento (por exemplo, IESNA Tipo V) pode utilizar elementos ópticos Batwing para garantir um padrão de luz circular uniformemente brilhante em toda a área, sem pontos de acesso desconfortáveis. Isso destaca que um projeto de iluminação eficaz envolve múltiplas considerações sobrepostas: controlar a luz difusa (corte), moldar a área iluminada (IESNA) e otimizar a qualidade da luz dentro dessa área (Batwing).

O desenvolvimento e a adoção da distribuição batwing refletem uma filosofia de design que transcendeu a iluminação meramente quantitativa (por exemplo, atingir um determinado nível de iluminância), priorizando aspectos qualitativos da iluminação, como o conforto visual e a experiência geral do usuário. Isso marca um amadurecimento do design de iluminação, onde fatores humanos são cada vez mais integrados às especificações técnicas. O design de iluminação tradicional concentrava-se principalmente em atingir níveis mínimos de iluminância. No entanto, "pontos quentes" e "ofuscamento" são reconhecidos como problemas que levam a "desconforto e fadiga", "tensão visual" e à criação de ambientes "desagradáveis". As vantagens da distribuição batwing (uniformidade, redução do ofuscamento, aumento da produtividade) abordam diretamente essas deficiências qualitativas. 12Isso indica uma mudança nas prioridades do projeto de iluminação. Embora a obtenção de níveis quantitativos de luz continue sendo importante, há uma conscientização crescente de que a "qualidade" da distribuição da luz — a uniformidade e o conforto com que a luz é fornecida — é igualmente vital para o bem-estar humano, o desempenho das tarefas e a satisfação geral na iluminação de espaços. Isso representa uma abordagem mais abrangente e centrada no ser humano para o projeto de iluminação.

4. Padrões de iluminação pública norte-americanos: classificações IESNA

A Sociedade de Engenharia de Iluminação da América do Norte (IESNA) desenvolveu um sistema de classificação fundamental que define como a luz é distribuída em superfícies horizontais, o que é crucial para o projeto de estradas, estacionamentos e outras áreas externas em toda a América do Norte. Este sistema fornece uma linguagem padronizada para descrever o desempenho dos equipamentos.

4.1. Visão geral do sistema de classificação IESNA

O sistema de classificação IESNA é baseado principalmente na forma e extensão da área de iluminação produzida pelo dispositivo 8. Fornece orientação essencial para o projeto e instalação de vários sistemas de iluminação externa, incluindo estradas, calçadas e estacionamentos 8A classificação determina a distribuição da luz medindo onde a maior parte da luz incide em uma grade padronizada, enfatizando os pontos de maior intensidade luminosa e a intensidade de 50% candela (distribuição da intensidade luminosa). O sistema considera tanto a distribuição lateral da luz (através da via) quanto a distribuição vertical da luz (ao longo da direção da via). 8.

A norma abrangente para iluminação de vias e estacionamentos na América do Norte é a ANSI/IES RP-8 (Prática Recomendada para Iluminação de Vias e Estacionamentos). Este documento compila diversas normas independentes anteriores da IES e fornece orientações detalhadas sobre projeto, manutenção, eficiência energética, impacto ambiental e segurança para diversas aplicações em vias e pedestres. 11.

4.2. Tipos de distribuição de luz lateral (Tipo I, II, III, IV, V, VS)

Essas classificações definem como a luz é distribuída lateralmente ao longo de uma estrada ou área de iluminação, caracterizada pelo ponto onde o dispositivo atinge 50% de sua intensidade luminosa 8.

• Tipo I:

• Características: Proporciona um padrão de luz elíptico, simétrico ou assimétrico, estreito, tipicamente com um ângulo de feixe principal de cerca de 15 graus. A trajetória da candela 50% situa-se entre uma altura de instalação (MH) no lado da casa e uma altura de instalação no lado da rua. 8.

• Aplicações: Mais adequado para áreas estreitas e alongadas, como calçadas, caminhos estreitos, iluminação de limites e estradas de faixa única 8.

  

• Tipo II:

• Características: Apresenta um padrão assimétrico estreito com uma largura lateral preferencial de 25 graus. A trajetória da candela 50% situa-se entre uma altura de instalação no lado da rua e 1,75 vezes a altura de instalação. 8. Este tipo é geralmente adequado para luminárias localizadas no lado próximo ou próximo de estradas relativamente estreitas, onde a largura não excede 1,75 vezes a altura de instalação do projeto 9.

• Aplicações: Adequado para estradas de 1 a 2 faixas, corredores principais, rodovias, calçadas largas, pequenas ruas laterais, pistas de corrida e ciclovias 8.

  

• Tipo III:

• Características: Oferece um amplo padrão assimétrico, de preferência com uma largura lateral de 40 graus, projetado para projetar a luz para fora e para os lados. A trajetória da candela do 50% varia entre 1,75 e 2,75 vezes a altura de instalação. 8. Este tipo é normalmente montado na lateral da área a ser iluminada, onde a largura da área iluminada normalmente deve ser menor que 2,75 vezes a altura do poste 16.

• Aplicações: Frequentemente usado em grandes corredores, rodovias, estacionamentos e grandes áreas abertas que exigem cobertura mais ampla 8.

  

• Tipo IV:

• Características: Apresenta um padrão de projeção frontal assimétrico, preferencialmente com uma largura lateral de 60 graus, proporcionando iluminação forte e uniforme em uma faixa de 90 a 270 graus. A trajetória da candela 50% varia entre 2,75 e 3,75 vezes a altura de instalação. 8. Ele emite um padrão de luz elíptico, direcionando mais para a frente com uma largura mais estreita do que o Tipo III, tornando-o altamente eficaz no controle do derramamento de luz 8. É projetado para montagem nas laterais de estradas largas, onde a largura não exceda 3,7 vezes a altura de instalação 9.

• Aplicações: Mais adequado para aplicações periféricas que exigem montagem em paredes ou postes, como estacionamentos, praças e exteriores de edifícios, onde a luz precisa ser direcionada principalmente para a frente e é necessário um controle rigoroso sobre o derramamento para trás. 8. Ele emite luz em um padrão semicircular 21.

  

• Tipo V:

• Características: Produz um padrão de luz circular completamente simétrico com intensidades iguais em todos os ângulos laterais 4. A trajetória da candela 50% é circularmente simétrica em torno do dispositivo 8.

• Aplicações: Mais adequado para iluminar grandes áreas abertas a partir de um ponto de montagem central, como estacionamentos, cruzamentos, parques e áreas de trabalho ou tarefas em geral, onde a luz precisa ser projetada uniformemente em todas as direções 4.

  

• Tipo VS:

• Características: Semelhante ao Tipo V, mas produz um padrão de luz quadrado simétrico com intensidades consistentes em todos os ângulos laterais 4.

• Aplicações: Adequado para grandes áreas que exigem iluminação quadrada uniforme, como estacionamentos e praças públicas 9.

  

Tabela 2: Tipos de distribuição de luz lateral da IESNA (IV/VS)

4.3. Tipos de distribuição de luz vertical (muito curta, curta, média, longa, muito longa)

Essas classificações definem como a luz é distribuída verticalmente ao longo da estrada com base na posição do ponto máximo da candela 8. Eles são essenciais para determinar o espaçamento apropriado entre os postes e garantir iluminação uniforme ao longo das estradas.

• Muito curto (VS): O ponto máximo da candela cai entre 0 e 1,0 vezes a altura da instalação ao longo da estrada 8. O espaçamento recomendado dos postes é aproximadamente 1 vez a altura da instalação 14.

• Curto (S): O ponto máximo da candela cai entre 1,0 a 2,25 vezes a altura da instalação ao longo da estrada 8. Os equipamentos com classificação “S” são geralmente adequados para situações em que o espaçamento entre postes é inferior a 2,25 vezes a altura da instalação 8.

• Médio (M): O ponto máximo da candela fica entre 2,25 a 3,75 vezes a altura da instalação 8. Este tipo é adequado para situações em que o espaçamento dos postes está entre 2,25 a 3,75 vezes a altura da instalação 8.

• Longo (L): O ponto máximo da candela fica entre 3,75 a 6,0 vezes a altura da instalação 8. Os equipamentos com classificação “L” são adequados para espaçamentos maiores entre postes, especificamente 3,75 a 6,0 vezes a altura de instalação 8.

• Muito Longo (VL): Quedas máximas do ponto de candela além de 6,0 vezes a altura da instalação 8.

Tabela 3: Tipos de distribuição de luz vertical IESNA (VS, S, M, L, VL)

Embora as classificações IESNA sejam fundamentais, elas servem mais como diretrizes do que como regras rígidas. Sua aplicação eficaz requer a consideração de inúmeras variáveis específicas do local, ressaltando o papel crucial de ferramentas avançadas de projeto de iluminação e do julgamento de especialistas para alcançar a iluminação ideal. Diversos recursos afirmam explicitamente que os tipos IESNA são "diretrizes" ou "regras não fixas" e são influenciados por fatores como "altura de montagem do equipamento, ângulo de inclinação, comprimento do braço e distância do equipamento ao meio-fio", bem como "disposição do equipamento e condições da via". 8. Os documentos também observam a importância dos “dados fotométricos” e da “modelagem” na otimização da distribuição da luz 15A distribuição teórica de luz definida pelos tipos IESNA pode mudar significativamente devido a parâmetros específicos de instalação. Por exemplo, altura de montagem ou ângulo de inclinação incorretos podem resultar em uniformidade insuficiente, ofuscamento excessivo ou distribuição de luz ineficiente, mesmo que o tipo IESNA "correto" seja escolhido. Essa complexidade exige análise fotométrica e modelagem detalhadas, indicando que um projeto de iluminação eficaz é um processo iterativo e complexo. Não se trata apenas de selecionar um tipo de luminária de um catálogo. Os projetistas devem integrar o conhecimento teórico (padrões IESNA) com as condições práticas do local, validando suas seleções por meio de ferramentas avançadas de modelagem. Isso enfatiza o valor de profissionais de iluminação experientes em lidar com essas complexidades para fornecer soluções de iluminação verdadeiramente otimizadas e de alto desempenho.

O sistema IESNA fornece uma estrutura sólida para otimizar a cobertura de luz e o espaçamento entre postes por meio de sua classificação abrangente de distribuição de luz lateral e vertical. Essa classificação dupla contribui diretamente para a melhoria da eficiência energética e da segurança em projetos de iluminação viária. A IESNA classifica a luz com base na distribuição "lateral" (que cruza a via, relacionada à largura e à cobertura da via) e "vertical" (ao longo da direção da via, relacionada ao espaçamento entre postes). 8Os tipos laterais (IV/VS) correspondem às larguras das vias (por exemplo, Tipo I para faixas simples, Tipo II para faixas duplas, Tipo III para rodovias, Tipo V para iluminação de grandes áreas). Os tipos verticais (S, M, L) correlacionam-se diretamente com o "espaçamento recomendado entre postes" e a "altura dos postes". 8Ao definir com precisão como a luz se propaga lateral e verticalmente ao longo da via, a IESNA capacita os projetistas a escolher luminárias que minimizem a sobreposição de luz (desperdício de energia) e eliminem pontos escuros (afetando a segurança e o conforto visual). Por exemplo, optar por uma distribuição vertical "longa" pode permitir espaçamentos maiores entre postes, o que pode reduzir significativamente o número de postes e luminárias necessários para um determinado segmento. Isso impacta diretamente os custos iniciais de instalação e o consumo de energia a longo prazo. 8Por outro lado, a avaliação equivocada das distribuições verticais pode levar à iluminação excessiva ou à cobertura insuficiente entre os postes. A integração das classificações laterais e verticais permite um projeto de iluminação altamente otimizado, funcionalmente eficaz e eficiente em termos de recursos. Essa otimização é crucial para atingir os objetivos definidos em normas como a ANSI/IES RP-8-22, que incluem "minimizar o consumo de energia", "melhorar a qualidade visual do motorista" e "fornecer luz de alta qualidade e aumentar o contraste de visibilidade dos perigos". 18. Representa uma abordagem sistemática e científica que visa equilibrar as necessidades de iluminação com a viabilidade econômica, a segurança e o impacto ambiental.

5. Análise comparativa e considerações de design

O projeto eficaz de iluminação externa na América do Norte reflete a complexa interação de diversos sistemas de classificação e características ópticas. Compreender como luminárias com corte, luminárias sem corte, distribuições de asa de morcego e classificações IESNA interagem é crucial para o desenvolvimento de soluções de iluminação ideais, compatíveis e sustentáveis.

5.1. Interação entre classificações de corte e tipos IESNA

As classificações de corte (corte total, corte, semi-corte, sem corte) controlam principalmente a quantidade de luz emitida acima do plano horizontal, servindo como mecanismos-chave para controlar a poluição luminosa e o brilho. 1. Em contraste, os tipos IESNA (IV/VS) descrevem a forma e a distribuição da luz no solo, determinando a eficácia da iluminação em áreas como estradas ou estacionamentos 8.

Na iluminação pública norte-americana contemporânea, há uma ênfase avassaladora no uso de luminárias com corte total. Essa preferência é motivada por iniciativas rigorosas de céu escuro, objetivos de proteção ambiental e o desejo de minimizar a entrada de luz e o ofuscamento. 5. Essas luminárias com corte total são posteriormente projetadas com distribuições laterais e verticais específicas da IESNA (por exemplo, luminárias com corte total Tipo III de distribuição média). O aspecto de "corte" garante a responsabilidade ambiental, evitando que a luz se espalhe para cima, enquanto o "tipo IESNA" garante que a luz seja direcionada e distribuída funcionalmente para a área-alvo (por exemplo, uma rodovia com várias faixas ou um grande estacionamento). Esses dois sistemas funcionam em sinergia: o corte aborda "onde a luz não deve ir", enquanto a IESNA aborda "onde a luz deve ir e como ela deve ser distribuída".

5.2. Integração da Distribuição Batwing com as Classificações IESNA

A distribuição em forma de asa de morcego em si não é uma classificação IESNA nem uma classificação de corte. Em vez disso, é um recurso de design óptico especializado que visa aprimorar a "qualidade" e a "uniformidade" da luz dentro da área iluminada. 12. Seu objetivo principal é eliminar pontos de acesso e proporcionar um ambiente de iluminação confortável e sem reflexos.

Elementos ópticos tipo asa de morcego podem ser perfeitamente integrados em luminárias com diversas distribuições IESNA, especialmente aquelas projetadas para cobertura de grandes áreas. Por exemplo, luminárias que criam um padrão circular simétrico (IESNA Tipo V) podem ser equipadas com elementos ópticos tipo asa de morcego. 9. Esta combinação cria um padrão de luz circular que não é apenas simétrico, mas também excepcionalmente uniforme, sem pontos de acesso desconfortáveis, tornando-o altamente adequado para áreas que exigem iluminação consistente, como grandes praças, cruzamentos centrais ou espaços industriais abertos. 9. Da mesma forma, também pode ser encontrado em distribuições do Tipo III 23. Isso ilustra como o morcego pode servir como um aprimoramento qualitativo dentro da estrutura quantitativa do IESNA.

5.3. Considerações abrangentes para projetos de iluminação pública na América do Norte

A seleção de luminárias para projetos de iluminação pública na América do Norte é um problema de otimização multidimensional que exige uma abordagem holística que equilibre a conformidade regulatória (corte/BUG), os requisitos funcionais (IESNA lateral/vertical) e a qualidade da luz (asa de morcego, controle de ofuscamento), a fim de alcançar segurança, eficiência e gestão ambiental ideais. Raramente se trata de uma escolha única e isolada.

• Eficiência energética: A seleção estratégica de luminárias com classificações de corte adequadas (especialmente corte total) e tipos IESNA otimizados contribui diretamente para a economia de energia. Ao direcionar a luz precisamente para as áreas necessárias e minimizar o desperdício (iluminação ascendente, retroiluminação, transbordamento), o consumo geral de energia pode ser reduzido. 6. A ampla adoção da tecnologia LED aumenta ainda mais essas eficiências devido à sua flexibilidade de design inerente e maior saída de lúmen/watt 9.

• Conforto visual e segurança: Minimizar o ofuscamento e garantir alta uniformidade de iluminação é crucial para o conforto visual e a segurança. Luminárias de corte adequadas podem reduzir o ofuscamento desconfortável para motoristas e pedestres, enquanto os tipos IESNA apropriados (potencialmente aprimorados por elementos ópticos tipo asa de morcego) garantem níveis de luz uniformes, reduzindo sombras e melhorando a visibilidade de perigos. 8. Isso está diretamente relacionado à redução das taxas de acidentes rodoviários noturnos e ao aumento da segurança dos pedestres. 18.

• Iniciativas de céu escuro e impacto ambiental: Aderindo aos princípios de corte total, bem como às diretrizes de organizações como a DarkSky International 7 e Práticas Recomendadas do IES (como a Prática Recomendada de Iluminação Ambiental Externa RP-33) 5 é crucial para mitigar o brilho celeste, proteger paisagens noturnas naturais e preservar ecossistemas noturnos. Isso reflete uma crescente conscientização ambiental no design de iluminação.

• Conformidade regulatória: regulamentações locais, códigos municipais e leis estaduais na América do Norte geralmente exigem classificações de corte específicas (por exemplo, corte total) e geralmente recomendam ou exigem que várias aplicações de iluminação externa cumpram os tipos IESNA 5. A conformidade não é apenas uma exigência legal, mas também um compromisso com o desenvolvimento urbano responsável.

• Benefícios econômicos: Além das vantagens ambientais e de segurança, o projeto de iluminação otimizado, orientado pelas normas e requisitos de corte da IESNA, pode gerar benefícios econômicos significativos. Isso inclui a redução dos custos iniciais de instalação (por exemplo, otimizando o espaçamento entre postes com os tipos verticais da IESNA). 8) bem como custos operacionais reduzidos a longo prazo através da economia de energia 18. Além disso, áreas bem iluminadas podem melhorar a percepção pública e potencialmente atrair mais tráfego de pedestres para os distritos comerciais, impulsionando a atividade econômica 18.

Em aplicações práticas, os equipamentos devem atender a vários requisitos: por exemplo, eles precisam ter “corte total” para cumprir com os regulamentos de céu escuro e minimizar a poluição luminosa. 6; devem possuir o tipo lateral IESNA apropriado (por exemplo, Tipo II ou Tipo III) para iluminar eficazmente estradas de larguras específicas 8; devem ter o tipo vertical IESNA apropriado (por exemplo, médio ou longo) para espaçamento ideal dos postes ao longo da estrada, garantindo uniformidade e custo-benefício 8; e podem precisar incorporar elementos ópticos em forma de asa de morcego para garantir que a luz da superfície seja distribuída uniformemente sem ofuscamento, aumentando o conforto visual dos usuários 12. Além disso, todos os projetos devem estar em conformidade com os códigos municipais locais 5Este requisito multifacetado indica que os projetistas de iluminação não podem simplesmente isolar um tipo de IESNA. Eles precisam considerar a classificação de corte das luminárias, seus elementos ópticos internos (como asa de morcego) e como essas características interagem para atender aos diversos objetivos funcionais, ambientais, regulatórios e estéticos do projeto. A complexidade de encontrar luminárias que atendam simultaneamente a todos esses critérios frequentemente exige análises fotométricas detalhadas e ferramentas de modelagem. 15. Isso destaca o papel crítico da consultoria especializada e dos processos de design abrangentes na iluminação externa moderna.

6. Conclusão

O projeto de iluminação externa, especialmente na América do Norte, é um campo complexo e cheio de nuances, centrado em uma compreensão profunda de vários conceitos de distribuição de luz. Este artigo elucida as distinções fundamentais entre luminárias de corte (corte total, corte, semicorte), luminárias sem corte e a distribuição especializada em asa de morcego, fornecendo uma comparação abrangente com o sistema de classificação IESNA para iluminação viária.

As classificações de corte servem principalmente como mecanismos significativos para controlar a poluição luminosa e o ofuscamento, enquanto as luminárias com corte total representam os padrões mais rigorosos e ecologicamente corretos, direcionando toda a luz para baixo. Em contraste, as luminárias sem corte aumentam significativamente a transgressão luminosa e o brilho celeste devido à falta de tais controles, resultando em seu uso cada vez mais restrito. A distribuição tipo asa de morcego difere dessas classificações mais amplas por ser uma solução de engenharia óptica focada em alcançar uniformidade e conforto visual excepcionais dentro da área de iluminação, normalmente como um complemento aos tipos IESNA para aplicações específicas que exigem iluminação sem pontos de acesso.

Em última análise, o melhor projeto de iluminação pública na América do Norte é uma tarefa complexa e abrangente. Requer a integração dos padrões precisos de distribuição por área especificados pela IESNA com rigorosos requisitos de corte e, quando apropriado, soluções ópticas avançadas, como a distribuição tipo asa de morcego. Essa abordagem integrada não apenas garante uma iluminação funcional, mas também maximiza a eficiência energética, melhora a segurança pública e o conforto visual, além de manter iniciativas vitais de proteção contra o céu escuro. Orientar a seleção informada e o projeto profissional de luminárias sob esses padrões e considerações integrados é crucial para a criação de ambientes de iluminação externa sustentáveis, em conformidade e de alta qualidade para comunidades.

Este é um requisito para design de lâmpada de estrada.

Agora, com base nas condições acima, precisamos selecionar a distribuição de luz para as lâmpadas e verificá-la.

Primeiro, vamos analisar as condições da estrada.

Para a Rota 1, com uma largura de estrada de 7 m, esta deve ser uma estrada de duas pistas com arranjos de lâmpadas unilaterais, espaçamento de postes de 40 m e altura de postes de 7,5 m.

Para a Rota 2, com uma largura de estrada de 14 m, esta deve ser uma estrada bidirecional de quatro faixas com arranjos bilaterais de lâmpadas, espaçamento de postes de 40 m e altura de postes de 9 m.

Com base nessas condições da estrada, procedemos à seleção da distribuição de luz, referenciando a categorização de postes de iluminação da IESNA.

↑ Classificação de lâmpadas de rua IESNA, Manual de iluminação norte-americano, 10ª edição

Para vias de uma ou duas pistas, normalmente escolhemos postes de iluminação pública do Tipo II. O Tipo I é adequado para caminhos e calçadas, enquanto o Tipo III se aplica às rodovias principais.

Podemos nos referir às seguintes regras com base na largura da estrada.

Conforme a tabela acima, devemos selecionar a distribuição Tipo II L. No entanto, considerando a distância de 0,75 m entre a lâmpada e a estrada, conforme especificado nas condições da estrada, ajustaremos ligeiramente o espaçamento dos postes e escolheremos a distribuição Tipo II M ou S.

Vamos começar a testar a Rota 1 definindo as condições da estrada no DIALux evo (evitamos o DIALux4.13, pois ele não suporta o padrão EN13201:2015 necessário para selecionar o novo padrão).

Aqui, precisamos selecionar o tipo de superfície como CIE C2 e marcar a opção para calcular superfícies de estradas molhadas, escolhendo W1.

A superfície CIE C2 corresponde ao asfalto, semelhante à refletividade do nosso R3 tradicional. Mais explicações sobre os códigos são fornecidas abaixo:

Com as condições da estrada definidas, podemos selecionar a distribuição de luz para cálculos de verificação.

Selecionaremos uma distribuição Tipo II S para verificação.

Defina as condições de disposição da lâmpada e configure o fluxo luminoso da lâmpada para os 5500lm necessários.

Resultados da verificação

Os resultados não foram satisfatórios; a uniformidade da luminosidade da via ficou abaixo do requisito padrão de 0,5 cd/m². No entanto, tanto Uo quanto Uow, bem como Ul, excederam significativamente os valores padrão.

Podemos concluir que a distribuição pode ser um pouco inadequada, mas onde exatamente ela está faltando? Precisamos analisar a grade de cálculo de brilho.

Analisando a grade de cálculo acima, encontramos o valor mínimo, que é menor entre os dois postes de iluminação. Isso indica que a distribuição de luz precisa ser reforçada em ambas as extremidades, portanto, escolheremos diretamente a distribuição Tipo II M para nossos cálculos.

Resultados da verificação

Os resultados são todos satisfatórios, indicando que esta distribuição de luz pode atender aos requisitos do cliente sob o fluxo luminoso especificado de 5500lm.

Em seguida, vamos dar uma olhada na Rota 2 e definir as condições da estrada: uma estrada de quatro pistas, bidirecional, padrão M4, superfície molhada calculada.

As condições da estrada para a Rota 2 são essencialmente as mesmas da Rota 1, exceto que é uma estrada bidirecional de quatro pistas com arranjos de iluminação bilateral, melhorada em um nível.

Novamente escolheremos a distribuição Tipo II M para arranjo.

Resultados da verificação

Ambos os lados atenderam às condições, indicando que esta distribuição pode satisfazer os requisitos do cliente sob o fluxo luminoso especificado de 6500lm.

Através desta análise, fica evidente que existem padrões a seguir na seleção da distribuição de luz para iluminação pública. Seja escolhendo produtos existentes ou desenvolvendo novas distribuições, é possível projetar de acordo com essas regras e então identificar defeitos por meio de resultados de cálculos, fazendo modificações direcionadas adequadamente.