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Conversor SEPIC empregando um snubber regenerativo associado a um regulador linear de corrente para acionar e controlar LEDs de potênciaBurgardt, Ismael 27 March 2015 (has links)
CAPES / Este trabalho apresenta um sistema eletrônico com entrada universal utilizando um retificador SEPIC não isolado para fornecer e controlar a corrente de LEDs de potência. Um Snubber regenerativo que reduz as perdas de comutação e melhora a eficiência do sistema é proposto. Para realizar a dimerização, bem como reduzir a ondulação da corrente nos LEDs, um regulador linear de corrente é conectado na saída do conversor SEPIC. A utilização do regulador linear também permite que o conversor opere com entrada universal sem a utilização de circuitos adicionais. Para evitar perdas excessivas, o regulador é configurado para operar na região limiar da regulação. O ponto de perda mínimo do regulador é ajustado através de um circuito detector de mínimo com o sistema operando em malha fechada. As etapas de operação, as formas de onda e as principais equações do snubber regenerativo aplicado ao SEPIC são descritas no trabalho. Para verificar e validar a análise teórica são apresentados dois protótipos com potências de saída de 42 W e 145 W, variando de 15% a 100%, para o conversor operando com tensão de entrada de 90 a 240 V e alimentado 35 LEDs conectados em série. / This paper presents a universal-input AC electronic lighting system using a non-isolated SEPIC PFC rectifier to drive and control power LEDs currents. One energy regenerative snubber for reducing the converter switching losses and improve the system efficiency is proposed. The dimmable flicker-free current in the LEDs array is obtained through a linear current regulator placed in the SEPIC’s output terminals. In order to reduce the efficiency impairment, the conditions for achieving minimum energy loss in the current regulator are also detailed. Point of minimum energy loss in the linear regulator is adjusted through valley detector circuit in closed loop system operation. The operation stages as well as the theoretical waveforms and main equations at steady state of the proposed SEPIC rectifier using the regenerative snubber are described. To verify the theoretical analysis carried out, experimental results of two prototypes (42 W and 145 W) operating from 90 to 240 V and output power from 15 to 100% for 35 LEDs are also presented.
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Conversor de único estágio baseado na integração Charge-Pump Valley-Fill para acionamento de LEDs de potência / Single-stage converter based on Charge-Pump Valley-Fill integration to drive power LEDsMotta, Leandro Chelski da 28 June 2017 (has links)
Este trabalho propõe um sistema eletrônico de único estágio para acionar LEDs de potência empregando os conceitos Charge-Pump e Valley-Fill. Ambos conceitos estão relacionados a configurações topológicas baseadas na integração de um retificador boost de entrada com um inversor meia onda de saída, caracterizando o sistema de único estágio. A configuração Charge-Pump é utilizada para diminuir a ondulação de corrente dos LEDs. A configuração Valley-Fill é empregada para grampear a tensão de barramento CC em níveis inferiores ao valor de pico da tensão da fonte de entrada durante um longo intervalo de tempo no período da rede de alimentação, mantendo o sistema com elevado fator de potência. Desta forma é possível utilizar capacitores de barramento com valores reduzidos. O princípio de funcionamento do conversor proposto, que em regime permanente inclui três modos de operação, será apresentado e analisado. Uma metodologia de projeto, bem como resultados de simulação também serão apresentados para que se possa verificar as características operacionais do sistema. Neste trabalho será utilizado o comando simétrico em uma frequência de comutação de 67 kHz e 90 kHz. A tensão de alimentação é de 220 V e a carga é composta por 18 LEDs conectados em série com potência total de 47 W. / This work proposes a single stage electronic system to drive power LEDs employing Charge-Pump and Valley-Fill concepts. Both concepts are related to topological configurations based on the integration of an input boost rectifier with an output halfbridge inverter, characterizing the single stage system. The Charge-Pump configuration is used to decrease LEDs' current ripple. The Valley-Fill configuration is used to restrict the DC bus voltage at levels lower than the input source voltage peak value over a long period of time in the source period, keeping a high power-factor system. Thus, it is possible to use bus capacitors with reduced values. The proposed converter operation principle, which in steady-state includes three operation modes, that will be presented and analyzed. A design methodology as well as simulation results will also be presented so that the system operational characteristics can be verified. In this paperwork, the symmetric command will be used at a switching frequency of 67 KHz. The supply voltage is 220 V and the load is composed of 18 LEDs series connected with total power of 47 W.
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Conversor SEPIC empregando um snubber regenerativo associado a um regulador linear de corrente para acionar e controlar LEDs de potênciaBurgardt, Ismael 27 March 2015 (has links)
CAPES / Este trabalho apresenta um sistema eletrônico com entrada universal utilizando um retificador SEPIC não isolado para fornecer e controlar a corrente de LEDs de potência. Um Snubber regenerativo que reduz as perdas de comutação e melhora a eficiência do sistema é proposto. Para realizar a dimerização, bem como reduzir a ondulação da corrente nos LEDs, um regulador linear de corrente é conectado na saída do conversor SEPIC. A utilização do regulador linear também permite que o conversor opere com entrada universal sem a utilização de circuitos adicionais. Para evitar perdas excessivas, o regulador é configurado para operar na região limiar da regulação. O ponto de perda mínimo do regulador é ajustado através de um circuito detector de mínimo com o sistema operando em malha fechada. As etapas de operação, as formas de onda e as principais equações do snubber regenerativo aplicado ao SEPIC são descritas no trabalho. Para verificar e validar a análise teórica são apresentados dois protótipos com potências de saída de 42 W e 145 W, variando de 15% a 100%, para o conversor operando com tensão de entrada de 90 a 240 V e alimentado 35 LEDs conectados em série. / This paper presents a universal-input AC electronic lighting system using a non-isolated SEPIC PFC rectifier to drive and control power LEDs currents. One energy regenerative snubber for reducing the converter switching losses and improve the system efficiency is proposed. The dimmable flicker-free current in the LEDs array is obtained through a linear current regulator placed in the SEPIC’s output terminals. In order to reduce the efficiency impairment, the conditions for achieving minimum energy loss in the current regulator are also detailed. Point of minimum energy loss in the linear regulator is adjusted through valley detector circuit in closed loop system operation. The operation stages as well as the theoretical waveforms and main equations at steady state of the proposed SEPIC rectifier using the regenerative snubber are described. To verify the theoretical analysis carried out, experimental results of two prototypes (42 W and 145 W) operating from 90 to 240 V and output power from 15 to 100% for 35 LEDs are also presented.
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A percepção da qualidade do sistema de iluminação artificial da Praça Adair FigueiredoSouza, Camila Dias de January 2017 (has links)
A percepção viabiliza a obtenção de diversas informações visuais do ambiente que, entre outras funções, auxilia o indivíduo a se orientar no espaço. No período noturno, a iluminação urbana assume importante papel para o funcionamento das cidades, podendo contribuir para a qualifi cação dos ambientes. Este trabalho aborda a percepção sobre a qualidade do sistema de iluminação de uma praça municipal em Porto Alegre - Praça Dr. Adair Figueiredo - visando compreender as variáveis envolvidas, as possíveis relações entre elas e suas relações com o perfi l do respondente. A avaliação da percepção da qualidade do sistema de iluminação da praça foi realizada por possíveis usuários e pela autora do trabalho. Foi aplicado questionário on line com uma amostra de 283 pessoas, composto por questões de escala de valores para medir as variáveis relacionadas à qualidade do sistema de iluminação e perguntas fechadas para obtenção de dados de perfi l e opinião. Os resultados foram analisados utilizando-se métodos estatísticos como médias e variâncias das variáveis contínuas, análise de correlações de Pearson, teste de qui-quadrado, teste exato de Fisher, MANOVA, Post Hoc de Tukey. Foi realizada observação assistemática pela autora, registrada e analisada através de mapeamento visual e descrição textual, considerando-se as categorias de análise do referencial teórico. Os resultados apontam que todas as variáveis envolvidas na qualidade de iluminação estão correlacionadas positivamente, com médias amostrais apresentando 80,31% de satisfação geral com a qualidade do sistema de iluminação da praça, e também que é desejável a continuidade em investimentos no sistema de iluminação. A análise multivariada revela que o componente denominado “referências espaciais” é mais valorizado pelas faixas etárias acima de 41 anos do que a faixa etária de 31 a 40 anos e pelas pessoas acima de 51 anos em relação à faixa etária de 21 a 30 anos. / Perception makes it possible to obtain a diversity of visual information about the environment, which, among other functions, helps the individual to orient himself in space. In the night period, urban lighting plays an important role for the functioning of cities, and can contribute to the qualifi cation of the environments. This work approaches the perception about the quality of the lighting system of a city square in Porto Alegre - Dr. Adair Figueiredo Square- aiming to understand the variables involved, the possible relations between them and their relations with the profi le of the respondent. The square’s f lighting system quality evaluation’s was carried out by possible users and by the author of the work. An online questionnaire was applied with a sample of 283 people, composed of scale value’s questions to measure the variables related to the quality of the lighting system and closed questions to obtain data of profi le and opinion. The results were analyzed using statistical methods such as means and variances of continuous variables, Pearson correlation analysis, chi-square test, Fisher exact test, MANOVA, Tukey Post Hoc. An asystematic author’s observation was recorded and analyzed through visual mapping and textual description, considering the categories of analysis of the theoretical reference. The results indicate that all variables involved in lighting quality are positively correlated, and has sample average presenting 80.31% overall satisfaction with square’s lighting system quality, and also that it is desirable to continue investments in the lighting system. The multivariate analysis reveals that the factor “spatial references” is more valued by the age groups over 41 years than the age group of 31 to 40 years and by the people over 51 years of age in relation to the age group of 21 to 30 years.
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Desempenho lumínico em edificação escolar com estratégias sustentáveis e bioclimáticas : um estudo de casoKrum, Christiane Cunha January 2011 (has links)
Frente ao desenfreado desenvolvimento da sociedade nas suas diversas esferas, busca-se novas maneiras de habitar o planeta, de forma a preservá-lo para as futuras gerações. Uma das vertentes nas quais o homem pode intervir e, assim, ajudar a preservar os recursos naturais do planeta, diz respeito à busca por economia energética. Em edificações de uso prolongado e onde são desenvolvidas atividades visuais intensas, o uso da luz natural é de extrema valia, não apenas resultando em economia de energia elétrica, mas também contribuindo para o conforto ambiental e bem estar de seus usuários através dos benefícios proporcionados por esta luz. Portanto, o uso da luz natural sendo complementada pela luz artificial é de profunda importância para o bom desempenho lumínico da edificação. Fruto dos trabalhos desenvolvidos pelo grupo de pesquisa em Edificações e Comunidades Sustentáveis do NORIE/UFRGS, a edificação escolar analisada nesta pesquisa foi projetada a partir de estratégias sustentáveis e bioclimáticas. Esta pesquisa tem como objetivo avaliar o desempenho lumínico de uma sala de aula da edificação supracitada, para, assim, proporcionar considerações acerca das decisões projetuais tomadas. A metodologia utilizada para a obtenção destas informações consistiu na análise das intenções projetuais dos autores da edificação, no levantamento das características físicas e construtivas da escola e em medições lumínicas realizadas ao longo de um dia, em datas próximas aos solstícios e equinócios, no interior e no exterior da edificação. E, para verificar a eficiência de alguns elementos da edificação e propor melhorias de forma a incrementar o seu desempenho lumínico, foram realizadas simulações da sala de aula. A partir dos resultados gerados nesta pesquisa pretende-se não apenas fornecer informações sobre o desempenho lumínico desta edificação, como levantar questões que poderão embasar futuros projetos preocupados em fazer um melhor uso desta fonte natural, gratuita e de qualidade: a luz natural. / New manners on how to inhabit the planet are sought due to the increasing society development, in order to preserve it for the future generation. The seeking for low-energy consumption alternatives is one of the key issues the man can intervene in order to preserve earth´s natural resources. The usage of natural light is extremely valuable in edifications where intensive visual activities are developed; not only resulting in electric energy savings but also contributing for the environmental comfort and users´ well-being through the benefits provided by this light. Hence, the natural light usage complemented by the artificial light has a great importance in the edification´s luminous performance. The scholar edification analyzed by this research was projected with sustainable and bioclimatic strategies, based on information developed by NORIE/UFRGS research group on Sustainable Edifications and Communities. This research’s objective is to evaluate the luminous performance of one of the scholar edification´s classroom in order to provide considerations in relation to the project´s decisions. The selected methodology for these information gathering was based on the edification authors´ project intensions, the physical and constructive school´s characteristics, and the luminous measurements taken along a hole day. These measurements were taken on dates close to solstices and equinoxes, in the edification´s interior and exterior. Classroom model simulations were developed in order to verify some building´s elements efficiency and to propose improvements for its luminous performance. The research´s results intends to provide relevant information about this particular edification´s luminous performance; and also to rise useful knowledge for future projects regarding daylight usage, a free and natural source of energy.
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Retinógrafo coaxial não-midriático / Coaxial non-mydriatic fundus cameraAndré Orlandi de Oliveira 04 September 2017 (has links)
Retinógrafo é um complexo sistema óptico que, simultaneamente, ilumina e captura imagens da retina. Basicamente, esse equipamento é composto por três módulos: iluminação, lente objetiva e detecção. Em razão de seu sofisticado desenho óptico, é possível conciliar baixa refletividade da retina e obtenção de imagens de alta qualidade. Entretanto, em virtude do alto número de componentes não-coaxiais do módulo de iluminação, seu alinhamento óptico se torna complexo. Neste trabalho, é apresentado um sistema óptico totalmente coaxial para um retinógrafo nãomidriático. A óptica de iluminação tradicional é substituída por um anel de Surface Mounted Device (SMD) Light Emitting Diodes (LEDs) que, analogamente ao equipamento tradicional, forma um anel de luz no plano da pupila do olho, iluminando homogeneamente a retina e evitando reflexos gerados na córnea. Com essa substituição, os três módulos do equipamento se tornam coaxiais, facilitando o alinhamento final. Devido à inovação da arquitetura do retinógrafo, um novo método de eliminação de reflexos também foi introduzido, possibilitando ao equipamento fornecer imagens nítidas e de alta qualidade, suficientes para exames de triagem. Além da iluminação, os módulos da objetiva e de detecção foram substituídos por componentes comerciais, visando a simplificação do projeto de retinógrafo. Dessa forma, pretende-se reduzir o custo de comercialização do produto, de modo que clínicas no Brasil e em países em desenvolvimento possam ser equipadas e capazes de realizar diagnósticos de doenças do olho que causam perda parcial ou total da visão. / Fundus camera is a complex optical system that simultaneously illuminates and images the retina. It is basically divided into three modules: objective lens, illumination and detection. Because of its sophisticate optical design, it is possible to achieve high-quality images under low reflected light by the fundus. However, due to its high number of off-axis components, mainly in the illumination system, the optical alignment of the equipment can be complex. To simplify the architecture of the equipment, we report a completely coaxial optical system, with no off-axis components. The traditional illumination system is replaced by a ring of light emitting diodes of surface mounted device type. As in the previous design, the eye pupil is illuminated with a ring of light, producing a uniform pattern on the retina and avoiding reflection on the cornea. Due to this new design and the lack of optical components in the illumination system, a new method of avoiding reflection on the surfaces of the objective lens is presented. Besides, the objective lens and the detection system were composed of commercial components, also simplifying the equipment project and lowering its cost. The final goal of this work is to provide non-mydriatic high quality fundus images for screening with a low-cost equipment, enabling developing countries to increase the number of people examined.
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Princípios bioclimáticos e princípios de arquitetura moderna - evidências no edifício hospitalarMascarello, Vera Lucia Dutra January 2005 (has links)
O edifício hospitalar é um tipo arquitetônico funcionalmente complexo que, segundo se observa, sofreu substanciais alterações no decorrer dos tempos, passando de pavilhonar a monobloco vertical. Esse estudo apresenta uma visão sobre a transformação tipológica do edifício hospitalar, identificando exemplos que apresentam qualidades espaciais de conforto nas unidades de internação e correlacionando princípios corbusianos de projeto e estratégias bioclimáticas. A arquitetura bioclimática explora os benefícios do clima, com soluções integradas para o conforto ambiental como princípio de projeto. O estudo relaciona as variáveis que afetam o conforto ambiental numa internação hospitalar, onde as premências de qualidade de vida são fundamentais para o pronto restabelecimento dos pacientes, uma vez que abrigam pessoas fragilizadas e com alto nível de estresse. Ao longo da revisão bibliográfica, constata-se que o edifício hospitalar concebido durante a arquitetura moderna beneficia soluções de uma arquitetura adaptada ao meio ambiente.O presente trabalho tem como objetivo analisar as relações da arquitetura bioclimática com os fatores climáticos, o conforto do ser humano e as soluções de arquitetura no contexto do ambiente hospitalar, projetado e construído a partir dos princípios corbusianos. Foi realizado um estudo de caso no Hospital Fêmina de Porto Alegre, por se tratar de um exemplo de arquitetura moderna bioclimática. Os espaços estudados são os quartos das unidades de internação e os elementos de arquitetura moderna contemplados no edifício. Os critérios de avaliação no estudo de caso são: medições de temperatura, iluminação natural e realização de entrevistas e questionários aos usuários, combinados com as análises dos princípios de projeto da arquitetura moderna. As interpretações dos resultados do estudo de caso e análises forneceram subsídios para a discussão das hipóteses levantadas e a elaboração das recomendações de projeto para o conforto ambiental nas internações hospitalares.
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Desempenho lumínico em edificação escolar com estratégias sustentáveis e bioclimáticas : um estudo de casoKrum, Christiane Cunha January 2011 (has links)
Frente ao desenfreado desenvolvimento da sociedade nas suas diversas esferas, busca-se novas maneiras de habitar o planeta, de forma a preservá-lo para as futuras gerações. Uma das vertentes nas quais o homem pode intervir e, assim, ajudar a preservar os recursos naturais do planeta, diz respeito à busca por economia energética. Em edificações de uso prolongado e onde são desenvolvidas atividades visuais intensas, o uso da luz natural é de extrema valia, não apenas resultando em economia de energia elétrica, mas também contribuindo para o conforto ambiental e bem estar de seus usuários através dos benefícios proporcionados por esta luz. Portanto, o uso da luz natural sendo complementada pela luz artificial é de profunda importância para o bom desempenho lumínico da edificação. Fruto dos trabalhos desenvolvidos pelo grupo de pesquisa em Edificações e Comunidades Sustentáveis do NORIE/UFRGS, a edificação escolar analisada nesta pesquisa foi projetada a partir de estratégias sustentáveis e bioclimáticas. Esta pesquisa tem como objetivo avaliar o desempenho lumínico de uma sala de aula da edificação supracitada, para, assim, proporcionar considerações acerca das decisões projetuais tomadas. A metodologia utilizada para a obtenção destas informações consistiu na análise das intenções projetuais dos autores da edificação, no levantamento das características físicas e construtivas da escola e em medições lumínicas realizadas ao longo de um dia, em datas próximas aos solstícios e equinócios, no interior e no exterior da edificação. E, para verificar a eficiência de alguns elementos da edificação e propor melhorias de forma a incrementar o seu desempenho lumínico, foram realizadas simulações da sala de aula. A partir dos resultados gerados nesta pesquisa pretende-se não apenas fornecer informações sobre o desempenho lumínico desta edificação, como levantar questões que poderão embasar futuros projetos preocupados em fazer um melhor uso desta fonte natural, gratuita e de qualidade: a luz natural. / New manners on how to inhabit the planet are sought due to the increasing society development, in order to preserve it for the future generation. The seeking for low-energy consumption alternatives is one of the key issues the man can intervene in order to preserve earth´s natural resources. The usage of natural light is extremely valuable in edifications where intensive visual activities are developed; not only resulting in electric energy savings but also contributing for the environmental comfort and users´ well-being through the benefits provided by this light. Hence, the natural light usage complemented by the artificial light has a great importance in the edification´s luminous performance. The scholar edification analyzed by this research was projected with sustainable and bioclimatic strategies, based on information developed by NORIE/UFRGS research group on Sustainable Edifications and Communities. This research’s objective is to evaluate the luminous performance of one of the scholar edification´s classroom in order to provide considerations in relation to the project´s decisions. The selected methodology for these information gathering was based on the edification authors´ project intensions, the physical and constructive school´s characteristics, and the luminous measurements taken along a hole day. These measurements were taken on dates close to solstices and equinoxes, in the edification´s interior and exterior. Classroom model simulations were developed in order to verify some building´s elements efficiency and to propose improvements for its luminous performance. The research´s results intends to provide relevant information about this particular edification´s luminous performance; and also to rise useful knowledge for future projects regarding daylight usage, a free and natural source of energy.
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Sistemas inovadores de iluminação natural : estudo de seu desempenho sob condições de ceu real em Campinas, SP / New daylight redirecting devices: evaluation of their performance under real sky conditionCiampini, Flavia 26 August 2005 (has links)
Orientador: Paulo Sergio Scarazzato / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo / Made available in DSpace on 2018-08-07T10:08:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1
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Previous issue date: 2005 / Resumo: A importância desta pesquisa reside na avaliação quantitativa de diferentes dispositivos de iluminação natural, disponíveis no mercado internacional, mediante a aquisição das iluminâncias obtidas através de ensaios em protótipos. Este trabalho foi realizado com objetivo de verificar se a aplicação destes sistemas, restritos a sistemas de iluminação lateral, no território nacional trariam de fato alguma vantagem para as edificações, no sentido de otimizar a iluminação natural obtida em ambientes profundos, em território brasileiro. As medições foram realizadas sob condição de céu real na cidade de Campinas, SP. A dissertação é composta por três etapas. A primeira, traz uma revisão dos princípios básicos necessários para o estudo das tecnologias utilizadas. Em seguida são apresentados alguns dispositivos de iluminação natural no cenário internacional, identificando suas características e os princípios físicos que determinam seu funcionamento. Na segunda etapa, mediante utilização de planilhas eletrônicas, determinou-se, para cada painel, a posição e o desenho mais adequados à latitude de Campinas para fachada norte. De acordo com estas especificações foram solicitados, no exterior, os painéis aos fabricantes. Na terceira fase, com um sistema de medição de iluminâncias, criado especialmente para esta tarefa, foram registradas as iluminâncias obtidas no interior de quatro protótipos, construídos na Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP) utilizando-se os 12 diferentes painéis doados por universidades e empresas estrangeiras.
Os painéis de iluminação natural foram acoplados à abertura dos protótipos, localizada na fachada norte. As iluminâncias obtidas com cada painel foram registradas de 8:00 as 18:00, de março a julho. Para que todos os painéis fossem medidos com condições de sol semelhantes foi realizado um rodízio de forma que a cada quatro dias todos os painéis foram acoplados aos protótipos e suas iluminâncias medidas ao longo do dia.
Os dados são tratados de forma a obter valores médios mensais das iluminâncias, em função da profundidade do ambiente, onde foram realizadas as medições para dias claros, encobertos e parcialmente encobertos. A partir da comparação dos dados obtidos experimentalmente procurou-se estabelecer quais dos dispositivos estudados, iluminam o ambiente de forma otimizada em relação a um vidro comum de 3mm, criando uma iluminação mais homogênea ou conseguindo iluminâncias maiores no fundo do ambiente. O estudo mostrou que todos os dispositivos poderiam facilmente ser adaptados ao clima luminoso de Campinas, para fachada norte, no entanto cada um destes dispositivos tem as suas limitações e vantagens. Por fim uma solução ótima para alcançar um aproveitamento otimizado da luz natural dentro dos espaços, de acordo com os dispositivos estudados é sugerido na conclusão do trabalho / Abstract: The importance of this research relies on the quantitative evaluation of different daylighting devices, available in the international market, by means of acquiring the iIIuminance through models. This work was accomplished with objective of verifying the application of these systems, restricted to lateral iIIumination in national territory, if they would bring in fact some advantage for buildings, in the sense of optimizing the daylighting obtained in deep rooms, in Brazilian territory. The measurement has been made under real sky condition in the city of Campinas, SP. This thesis is composed of three stages. The first, brings a revision of the basic principies necessary for the study of the technologies used. Soon afterwards these daylighting devices in the international scene are presented, identifying their characteristics and the physical principies that determine its operation. In the second stage, by use of electronic spreadsheets, it was determined for each panel, the position and the most appropriate drawing for the latitude of Campinas for a North façade. In agreement with these specifications the panels were requested abroad from their manufacturers. In the third phase, with an iIIuminance measurement system, especially created for this task, the iIIuminance inside four prototypes were acquired, built in the State University of Campinas (UNICAMP), using the 12 different panels donated by universities and foreign companies. The daylinghting panels were coupled to the opening of the prototypes, located in the north façade. The illuminance obtained with each of these panels was registered from 8:00 to 18:00, from March to July. So that all of the panels were measured with the similar sun conditions so that every four days all of the panels were coupled to the prototypes and their iIIuminance measured during the day. The data are treated to get monthly average values of the illuminances, as a function of the depth of the environment, where the measurements were accomplished for clear, partially cloudy and cloudy days. From the comparison of these data we establish which of the studied devices can achieve a better performance if compared with a standard clear glass panel, and which can obtain a homogeneous iIIumination or greater iIIuminances along the deep of the room. The study showed that all the devices could easily be adapted to the luminous climate of Campinas, for the north façade, however each one of these devices has their limitations and advantages.
Finally a new solution is suggested to reach an optimized exploitation of daylight in interior spaces, in agreement with the results obtained in the conclusion of this work / Mestrado / Edificações / Mestre em Engenharia Civil
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Eficiência da luz solar refletida e desempenho de dispositivos de sombreamento: estudo para salas de aula na cidade de Maceió / Reflected sunlight efficiency and shanding devices performance: study for classrooms in the city of MaceióCarvalho, Marlise Lila Silva 12 July 2018 (has links)
A humid subtropical climate is characterized by a predominant partly cloudy sky, which increases the intensity of solar radiation, and makes shade an essential requeriment. Thus, the indoor daylighting environment may depend more on reflected light than on direct light. Planning the shape of the surfaces is an important means of making full use of the reflected sunlight. In this regard, shading devices can be designed that just obstruct the view of the sky enough to provide shade, by reflecting the sunlight for the environment, and reducing this loss. The aim of this doctoral research is to study the performance of shading devices in classrooms with regard to their luminous power when capturing reflected sunlight in Maceió, so as to determine the potential use of sunlight in these elements. Three variables of these devices were defined for this: the number of pieces, specularity and reflectance of the surfaces devices. The resulting models from the combination of these variables were analyzed to calculate the reflected sunlight efficiency, rate employed in this research. The software used for the computational simulations of these models was TropLux. Statistical analyses were conducted to determine which variables had the greatest impact on the reflected sunlight efficiency and to relate the rate to the daylighting performance through indicators of availability, distribution and the maintenance of illuminance inside the environment: these included the annual average illuminance and uniformity rate, and spatial daylight autonomy. The results showed that the reflectance of the devices is the variable that has the most positive influence on the reflected sunlight efficiency, and is able to increase the rate by up to 142%. The annual average illuminance and the spatial daylight autonomy were positively related to the efficiency and the defined parameterization also led to an increase of their values. With regard to the distribution of illuminances, the variations of the analyzed parameters resulted in a reduction of the uniformity rate in most of the cases studied. The increase in specularity and specular reflectance in the models facing east reduced the rate by up to 34% and 41%, respectively. Increasing the number of components in the system devices installed in lateral openings, only provides a valid solution for the increase of the illumination when these elements have a high reflectance, especially specular. This represents a more efficient strategy in the case of the north facade. Among the analyzed models, in the systems with the largest number of components, and where the surface finishing process provides specular reflection, there is a greater use of sunlight in the reflected form. The use of light colors, such as white, beige and yellow, also benefit the use of sunlight, especially if they are used in materials with specular reflection. In contrast, the high reflectances resulted in a reduction of the uniformity of illumination in the environment. From the results of the studies carried out into reflected sunlight efficiency, it can be stated that it is possible to increase the use of sunlight through the variation of certain shading devices and, hence, to bring benefits by making daylighting available in the environment. / O clima quente e úmido caracteriza-se pelo predomínio do céu parcialmente nublado, o que torna intensa a radiação solar, impondo a necessidade de sombreamento. Assim, a iluminação natural no interior do ambiente pode depender mais da luz refletida do que da luz natural direta. Planejar a forma das superfícies é um importante recurso para o aproveitamento da luz solar refletida. Neste sentido, dispositivos de sombreamento podem ser projetados para obstruir a visão do céu apenas o necessário para o sombreamento, refletindo a luz solar para o ambiente e minimizando essa perda. O objetivo geral desta pesquisa de doutorado é estudar o desempenho de dispositivos de sombreamento em salas de aula com relação à eficiência luminosa na captação da luz solar refletida, em Maceió, a fim de que seja identificado o potencial de aproveitamento da luz solar desses elementos. Para isso foram definidas três variáveis desses dispositivos: número de peças, especularidade e refletância das superfícies dos brises. Os modelos resultantes da combinação dessas variáveis foram analisados quanto à eficiência da luz solar refletida, índice proposto nesta pesquisa. O programa utilizado para as simulações computacionais desses modelos foi o TropLux. Análises estatísticas foram desenvolvidas a fim de identificar as variáveis de maior impacto para a eficiência da luz solar refletida e relacionar o índice ao desempenho da iluminação, através de indicadores de disponibilidade, distribuição e manutenção da iluminância no ambiente: iluminância média anual, uniformidade média anual e autonomia de luz natural espacial. Os resultados mostraram que a refletância dos dispositivos é a variável que mais influencia positivamente a eficiência da luz solar refletida, chegando a incrementar em até 142% o índice. A iluminância média anual e a autonomia de luz natural espacial foram relacionados positivamente à eficiência e a parametrização definida também contribuiu para a ampliação dos seus valores. Quanto à distribuição de iluminâncias, a variação dos parâmetros analisados resultou em redução do índice de uniformidade, na maioria dos casos estudados. O aumento da especularidade e da refletância especular em modelos voltados para Leste reduziram o índice em 34% e 41%, respectivamente. Aumentar o número de peças em sistemas de dispositivos inseridos em aberturas laterais apenas corresponde a uma solução válida para o incremento da iluminação quando tais elementos possuem alta refletância, sobretudo especular. Tal medida representa uma estratégia mais eficiente no caso da fachada Norte. Entre os modelos analisados, os sistemas com maior número de peças, cujo acabamento das superfícies proporciona reflexão especular, são capazes de promover maior aproveitamento da luz solar na forma refletida. O uso de cores claras, como branco, creme e amarelo, também favorece o aproveitamento da luz solar, sobretudo se forem empregadas em materiais com reflexão especular. Por outro lado, altas refletâncias resultaram em redução da uniformidade da iluminação no ambiente. A partir dos resultados dos estudos de eficiência da luz solar refletida desenvolvidos, pode-se afirmar que é possível ampliar o aproveitamento da luz solar através da variação de determinadas características de dispositivos de sombreamento e, consequentemente, trazer benefícios para a disponibilidade de iluminação no ambiente.
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