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Metodologia

Como o BimLume calcula a iluminação no Archicad.

O BimLume é um add-on para o Archicad que faz o projeto luminotécnico dentro do modelo BIM. Ele lê a fotometria das luminárias em arquivos IES, simula a luz com o motor Radiance sobre a geometria do próprio modelo, desenha o resultado como elementos do Archicad e confere cada Zona pela ABNT NBR ISO/CIE 8995-1. Esta página explica cada etapa, o que ela entrega e quais são os limites.

Quatro etapas diferentes

Num projeto luminotécnico é comum misturar o que é calculado, o que é simulado, o que é só desenho e o que é verificação de norma. No BimLume cada uma dessas etapas é separada:

EtapaO que fazO que entrega
SimulaçãoO motor Radiance traça os raios de luz de cada luminária, com a fotometria do arquivo IES, sobre a geometria do modelo, incluindo a luz refletida pelas superfícies.A iluminância (lux) em cada ponto da malha de cálculo.
CálculoA partir dos valores simulados, o BimLume calcula as estatísticas da área de tarefa, o ofuscamento pelo método UGR e a carga de iluminação.Em, Emin, Emax, U0, UGR, W/m², lm/m².
Representação gráficaOs resultados viram elementos nativos do Archicad, em camadas próprias.Curvas isolux, mapa de cor falsa, valores ponto a ponto, legenda, cor falsa em 3D, quadro de luminárias.
Verificação normativaOs resultados de cada Zona são comparados com os requisitos da atividade escolhida na ABNT NBR ISO/CIE 8995-1.Uma tabela por Zona com o valor calculado, o exigido e “atende” ou “não atende”.

Fotometria: arquivos IES

A distribuição de luz de cada luminária vem do arquivo IES publicado pelo fabricante, no formato IES LM-63 (versões 1986, 1991, 1995, 2002 e 2019). O BimLume grava a fotometria dentro do próprio objeto da luminária, como parâmetros: o objeto carrega a curva para outro projeto ou outro computador, sem depender do arquivo original.

  • O fluxo luminoso (lm) é integrado da própria tabela de intensidades.
  • Por luminária, ajustam-se o fator de manutenção, a dimerização, o centro fotométrico, a rotação do plano C0 e a inclinação do facho.
  • A luminária pode ser criada a partir do modelo 3D do fabricante (arquivo SketchUp) com o IES, baixada pronta do catálogo online ou ser qualquer objeto do Archicad que recebe uma fotometria.
  • Fitas de LED e perfis lineares são gerados a partir de polilinhas, cortados em trechos do comprimento medido no IES.

Arquivos LDT (EULUMDAT): o BimLume lê apenas IES. Uma fotometria em LDT precisa ser convertida para IES antes de ser usada; muitos fabricantes publicam os dois formatos.

Simulação: o motor Radiance

O Radiance é um programa de simulação de iluminação por traçado de raios, desenvolvido no Lawrence Berkeley National Laboratory e usado como referência em pesquisa e projeto de iluminação. O BimLume traz embutido o Radiance 6.0.2, distribuído sob a licença Radiance v2.0: não é preciso instalar nada.

  • Cada arquivo IES vira uma fonte de luz do Radiance (ies2rad), posicionada como a luminária no modelo (xform); a cena é compilada (oconv) e a iluminância é calculada nos pontos da malha (rtrace -I).
  • A luz refletida entre as superfícies (reflexões difusas) entra no cálculo. Três perfis definem a precisão: Estudo rápido e Projeto (duas reflexões) e Apresentação (três reflexões); os parâmetros também podem ser ajustados um a um.
  • O cálculo usa todos os núcleos do processador, em duas fases, e mostra o progresso em porcentagem.
  • Nos testes do desenvolvimento, uma fonte isotrópica de 1.000 lm a 3 m deu iluminância a menos de 1% da solução analítica (E = I·cos θ / d²).

A cena: geometria e refletâncias do modelo BIM

A cena do Radiance é montada com a geometria 3D do próprio Archicad: paredes, lajes, forros, coberturas, pilares, vigas, objetos, paredes-cortina, escadas, janelas e portas, com os vãos recortados. Não há exportação nem redesenho.

  • Refletância de cada material estimada pela cor da Superfície do Archicad e revisável numa tabela antes do cálculo; as correções ficam guardadas para os próximos projetos.
  • Vidros com transmitância luminosa (TL) e refletância luminosa interna e externa (RL), pelos valores de catálogo.
  • As carcaças das luminárias ficam fora da cena, para não bloquearem a própria luz.

Cálculo: malha, área de tarefa e estatísticas

A área de cálculo são as Zonas do Archicad. Em cada Zona, o BimLume monta uma malha de pontos no plano de trabalho:

ParâmetroPadrãoObservação
Altura do plano de trabalho0,75 mAjustável por cálculo.
Afastamento dos pontos da parede5 cmMínimo de 1 cm.
Faixa de borda0,5 mFica fora das estatísticas: o restante é a área de tarefa, marcada no desenho por uma linha tracejada.
Espaçamento da malhaAutomáticoCerca de 10 cm, abrindo até 0,5 m em Zonas grandes.

Na área de tarefa são calculadas a iluminância média mantida (Em), a mínima e a máxima, e a uniformidade U0 = Emin / Em. Além do plano de trabalho, o BimLume calcula planos verticais no Corte ativo, paredes vistas numa Elevação Interior e as superfícies de paredes, teto e piso de cada Zona.

Ofuscamento: UGR

O índice de ofuscamento unificado (UGR) é calculado pelo método tabular do Anexo C da norma (CIE 117), com o índice de posição de Guth e a luminância de fundo calculada por radiosidade, e comparado com o UGRL da atividade. Observadores podem ser posicionados nos postos de trabalho para conferir o UGR real nesses pontos. Para fontes muito pequenas, o valor pela CIE 147 aparece como informação.

Representação gráfica no Archicad

  • Curvas isolux com rótulos, nos níveis que você escolher (padrão: 50, 100, 150, 200, 300, 500, 750 e 1.000 lx).
  • Mapa de cor falsa por faixas de iluminância, nas paletas Espectro, Calor ou Tons de cinza (para impressão em preto e branco).
  • Valores ponto a ponto e legenda com a escala.
  • Cor falsa em 3D no plano de trabalho, nas paredes, no teto e no piso.
  • Cada representação numa camada própria, para ligar e desligar sem recalcular, e Vistas de Simulação e de Projeto no Mapa de Vistas.
  • Documentação: quadro de luminárias e tabela UGR em Folhas de Trabalho, símbolos em planta, circuitos e interruptores e cotas de luminotécnico.

Verificação pela ABNT NBR ISO/CIE 8995-1

A ABNT NBR ISO/CIE 8995-1:2013 (Iluminação de ambientes de trabalho, Parte 1: Interior) é a adoção brasileira, idêntica em conteúdo técnico, da ISO/CIE 8995-1:2002. O BimLume traz as 31 seções e as 259 atividades da norma. Cada Zona recebe uma atividade, sugerida pelo nome da Zona e ajustável, e o resultado sai no desenho, em tabela.

CritérioRequisitoComo é obtido
Iluminância mantida (Em)≥ o valor da atividadeSimulação + fator de manutenção
Uniformidade (U0)≥ 0,70 na área de tarefaCalculada da malha
Entorno imediatoEm pela tabela 4.3.3, U0 ≥ 0,50Só se aplica a uma área de tarefa menor que o ambiente; na versão atual a área de tarefa é a Zona menos a faixa de borda
Ofuscamento (UGR)≤ UGRL da atividadeMétodo tabular (Anexo C)
Reprodução de cor (Ra)≥ o valor da atividadeDado de catálogo da luminária
Luminância para telas≤ 1.000 cd/m² (classes I e II) ou 200 cd/m² (classe III)Da fotometria, só onde há telas

Ficam à parte, como recomendação: as refletâncias de teto, paredes e piso e o fator de manutenção mínimo. Para paredes e teto, o BimLume mostra também os valores de referência da EN 12464-1. Veja os detalhes em Norma e UGR.

Limites da versão atual

  • Apenas iluminação artificial: a luz natural está prevista no roteiro de desenvolvimento.
  • Fotometria só em IES (LM-63); arquivos LDT precisam ser convertidos.
  • Verificação pela ABNT NBR ISO/CIE 8995-1 (ou ISO/CIE 8995-1); para paredes e teto, valores de referência da EN 12464-1.
  • Funciona apenas dentro do Archicad 28, 29 e 30, no Windows e no macOS; não há versão para outros programas.
  • O Ra é o informado no catálogo da luminária; o BimLume não o calcula.

Referências

  • ABNT NBR ISO/CIE 8995-1:2013 — Iluminação de ambientes de trabalho, Parte 1: Interior.
  • ISO/CIE 8995-1:2002 — Lighting of work places, Part 1: Indoor.
  • CIE 117:1995 — Discomfort glare in interior lighting (método UGR).
  • CIE 147:2002 — Glare from small, large and complex sources.
  • EN 12464-1 — Light and lighting: Lighting of work places, Part 1: Indoor work places.
  • ANSI/IES LM-63 — Standard file format for the electronic transfer of photometric data.
  • Radiance — Lawrence Berkeley National Laboratory, radiance-online.org.
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