Reflexões sobre o papel da luz na arquitetura desde o gótico até a arquitetura contemporânea.Os reflexos do conceito de luz na arquitetura brasileira. Tendências para a arquitetura do terceiro milênio

Reflexões sobre o papel da luz na arquitetura desde o gótico até a arquitetura contemporânea.Os reflexos do conceito de luz na arquitetura brasileira. Tendências para a arquitetura do terceiro milênio

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / This work presents an optimization methodology for lighting systems that employ LED. Initially, this work brings a calculation methodology capable of obtaining a thermal resistance of heat sink from their dimensions of area, besides enable optimization of the system through reducing their volume by through of change in the number of finned, length and consequently the weight of heat sink. Subsequently, the thesis present a new optimization methodology that has the objective of find the optimal point of operation lighting system taking into consideration the parameters of application current in the device, luminous flux, junction temperature, thermal resistance heat sink, number of LED and lifetime. An example of project is shown, confirming the theory, where the obtained results through of routine calculation coincided with the values found in experimental. The work also present the development of electronic topologies to power a public lighting system employing LED. Therefore, a driver to power of LED based in the integrated two-flyback converters was proposed. One prototype this system was implemented, where the luminaire provide a power of 63W. The experimental results proved the project methodology through of system satisfactory operation, presenting power factor near unit, high efficiency and a low input current distortion was obtained. / Este trabalho apresenta uma metodologia de otimização para sistemas de iluminação que empregam LEDs. Inicialmente, traz-se uma metodologia de cálculos capaz de obter a resistência térmica de dissipadores de calor a partir de suas dimensões de área, além de possibilitar a otimização do sistema através da redução do volume do mesmo por meio da variação do número de aletas, do comprimento e consequentemente da massa do dissipador. Posteriormente o trabalho apresenta uma nova metodologia de otimização que tem o objetivo de encontrar o ponto ótimo de operação do sistema de iluminação, levando-se em conta os parâmetros de corrente direta aplicada no dispositivo, fluxo luminoso, temperatura de junção, resistência térmica do dissipador, número de LEDs e vida útil dos mesmos. Um exemplo de projeto é demonstrado confirmando a teoria apresentada, onde os resultados obtidos através da rotina de cálculos coincidiram com os valores encontrados experimentalmente. O trabalho também apresenta o desenvolvimento de uma topologia eletrônica para alimentar um sistema de iluminação pública empregando LEDs. Dessa maneira, um driver para acionamento de LEDs baseado na integração de dois conversores flyback foi proposto. Um protótipo desse sistema foi implementado, onde a luminária apresenta uma potência de 63W. Resultados experimentais comprovam a metodologia de projeto através da operação satisfatória do sistema, apresentando fator de potência próximo ao unitário, elevada eficiência e o conteúdo harmônico da corrente de entrada do sistema de iluminação atendeu a norma.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This work presents an LED electrothermal design methodology applied to a street lighting system. The methodology aims to provide indicatives of the optimal LED operating point for lighting systems design, considering electrical, thermal and photometric system features. Different projects are developed according to the methodology, the theoretical results are compared with fluid dynamics simulation and demonstrated by experimental results. A research including luminous flux, luminous efficacy and flicker is performed considering the LED current ripple, defining acceptable levels of ripple based on the optimal operational point. The methodology is applied by developing a lighting system composed of an LED driver and a thermal dissipation system, comprising a luminaire, a heatsink and fans. The lighting system includes electrothermal feedback control. The results provide high power factor with low current harmonic distortion to the power grid. The LED operational temperature ensures the luminous flux maintenance over the system lifetime. / Este trabalho apresenta uma metodologia de projeto eletrotérmico de LEDs aplicada a um sistema de iluminação pública. A metodologia tem o objetivo de proporcionar indicativos do melhor ponto de operação do LED para o projeto de sistemas de iluminação, considerando os aspectos elétricos, térmicos e fotométricos envolvidos no sistema. Diferentes projetos são desenvolvidos utilizando a metodologia, os resultados teóricos obtidos são comparados com simulações computacionais de dinâmica dos fluidos e comprovados através de resultados experimentais. Um estudo do fluxo, eficácia e cintilação luminosa é também realizado considerando a ondulação de corrente aplicada aos LEDs, definindo os níveis aceitáveis de ondulação com base no ponto ótimo de operação. Para aplicação da metodologia é desenvolvido um sistema de iluminação pública composto por um circuito de acionamento dos LEDs e um sistema de dissipação térmica, formado por uma luminária, um dissipador de calor e ventiladores. O sistema de iluminação possui controle com realimentação eletrotérmica. Os resultados obtidos proporcionam alto fator de potência com baixa distorção harmônica ao sistema elétrico e temperatura de operação que garante a manutenção do fluxo luminoso dos LEDs durante toda a vida útil do sistema.