FAAP - Faculdade de Artes Plásticas Código da Disciplina: 7AQ204 – Edifício e Ambiente 1 1ª Aula Objetivo: demonstrar ao aluno, que o homem, ofuscado pelas suas maravilhosas descobertas tecnológicas, esqueceu-se dos recursos que a natureza pôs à sua disposição para o conforto térmico. Assunto: Breve histórico “Os materiais do urbanismo são o sol, o espaço, a vegetação, as ferramentas e o cimento, nessa precisa ordem da subordinação”. Le Corbusier. “Dar a todo mundo o benefício de coisas essenciais – o sol, o espaço, a vegetação – é direito de todo homem e ninguém deve se opor a isto” Le Corbusier. “Meu método de trabalho é simples: primeiro tomo contato com o problema – o programa, o terreno, a orientação, os acessos, as ruas adjacentes, os prédios vizinhos, o sistema construtivo, os materiais, o custo provável que dá o sentido arquitetônico que o projeto deve exprimir”. Oscar Niemeyer Toma-se as palavras de dois grandes mestres para ressaltar-se a importância do sol para a humanidade e em particular para arquitetura. Para nós, seres que vivemos neste planeta, o sol tem dois significados distintos, de mesma e grande importância: Luz e Calor.
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1ª Aula - programa.faap.brprograma.faap.br/7AQ204.pdf · processo chamado adiabático. As chuvas que resultam podem ser formadas por três mecanismos: a atividade convectiva, a subida
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Código da Disciplina: 7AQ204 – Edifício e Ambiente 1
1ª Aula
Objetivo: demonstrar ao aluno, que o homem, ofuscado pelas suas maravilhosas
descobertas tecnológicas, esqueceu-se dos recursos que a natureza
pôs à sua disposição para o conforto térmico.
Assunto: Breve histórico
“Os materiais do urbanismo são o sol, o espaço, a
vegetação, as ferramentas e o cimento, nessa
precisa ordem da subordinação”.
Le Corbusier.
“Dar a todo mundo o benefício de coisas essenciais
– o sol, o espaço, a vegetação – é direito de todo
homem e ninguém deve se opor a isto”
Le Corbusier.
“Meu método de trabalho é simples: primeiro tomo
contato com o problema – o programa, o terreno, a
orientação, os acessos, as ruas adjacentes, os
prédios vizinhos, o sistema construtivo, os
materiais, o custo provável que dá o sentido
arquitetônico que o projeto deve exprimir”.
Oscar Niemeyer
Toma-se as palavras de dois grandes mestres para ressaltar-se a importância
do sol para a humanidade e em particular para arquitetura.
Para nós, seres que vivemos neste planeta, o sol tem dois significados
distintos, de mesma e grande importância: Luz e Calor.
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Nestas aulas estes conceitos serão explicados à fundo, dividindo-os em
vários tópicos distintos. É imprescindível deixar claro, que esta divisão ocorre
apenas a nível didático, para facilitar a explicação e o entendimento, levando-se em
consideração o conceito de eficiência energética.
Com a crise da energia, o problema do condicionamento térmico das
habitações e ambientes industriais, tanto de inverno como de verão, está sendo
encarado sob novos prismas.
Dentro desse cenário:
a proteção adequada contra a insolação no verão;
o amortecimento de temperatura por meio de materiais de grande
inércia térmica;
a ventilação com ar tomado em microclimas favoráveis;
o aproveitamento da insolação no inverno;
o isolamento racional de superfícies externas para proteger os
ambientes habitados, contra trocas indesejáveis de calor e
condensação;
pode-se afirmar que na maior parte do Brasil, o condicionamento térmico das
habitações por meio puramente naturais (ao menos no que diz respeito à
temperatura) é perfeitamente possível.
No mínimo, uma melhoria substancial quanto ao conforto térmico no interior
das habitações, pode ser obtida economicamente com o uso de técnicas
construtivas simples, mais racionais, que visem ao aproveitamento das condições
favoráveis da natureza para o condicionamento ambiental.
Tendo em mente o exposto e observando-se as nossas construções,
verdadeiros espigões de concreto:
sem proteção contra insolação;
sem inércia térmica (materiais leves);
afastados dos recursos naturais (da terra, da vegetação, etc...);
com ar condicionado;
sem eficiência energética;
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não se pode deixar de notar o absurdo da Arquitetura moderna, fruto de uma era de
exploração imobiliária e de desperdício (Ennio Cruz – Arquitetura Ecológica).
Espera-se, pois, com estas noções, que arquitetos e construtores se conscientizem
de que o principal problema das habitações é o conforto térmico, e que passem a
projetar e construir de maneira mais inteligente e coerente, com a própria natureza e
condições ambientais do nosso país.
Por outro lado, eficiência energética pode ser entendida como a obtenção de
um serviço com baixo dispêndio de energia. Portanto, um edifício é mais eficiente
energeticamente que outro quando proporciona as mesmas condições ambientais
com menor consumo de energia. Desta forma, o triângulo conceitual clássico de
Vitruvio (figura 1), que entendia a arquitetura como um espaço habitável que devia
equilibrar os aspectos:
estruturais;
funcionais;
formais;
pode ser acrescido de mais um vértice (o da eficiência energética), transformando-
se no conceito ideal para a arquitetura contemporânea.
solidez solidez
utilidade
utilidade
beleza beleza eficiência energética
Conceito Vitruviano Conceito Atual
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2ª Aula
Objetivo: dar ao aluno noções básicas sobre o clima e de como a arquitetura
deve adequar-se a ele.
Assunto: Variáveis Climáticas
Movimento Aparente do Sol
Adequação da Arquitetura ao Clima
Dentre as variáveis climáticas que caracterizam uma região, pode-se
distinguir, as que mais interferem no desempenho térmico dos espaços construídos:
1. Radiação Solar Incidente.
2. Temperatura
3. Umidade Relativa
4. Grau de Nebulosidade do Céu
5. Predominância dos Ventos
6. Índices Pluviométricos
CLIMA TEMPO
Tempo variável diária das condições atmosféricas
Clima é a condição média do tempo em uma dada região, baseada em
medições, (normalmente durante os últimos 30 anos).
Para melhor entendimento é necessário dividir o clima em 3 escalas distintas,
porém indissociáveis:
macroclima
mesoclima
microclima
Macroclima: Estas variáveis são quantificadas em estações meteorológicas e
podem descrever as características gerais de uma região. Suas variáveis são:
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Radiação Solar
O Sol é a principal fonte de energia do planeta, tanto como fonte de luz como
de calor. No projeto arquitetônico é possível tirar partido ou evitar a luz e calor em
uma edificação; o critério mais sábio para definir o que fazer é ter como premissas
básicas o conforto térmico e a economia de energia.
A Radiação Solar é uma energia eletromagnética, de onda curta que atinge a
Terra após ser absorvida parcialmente pela atmosfera. A maior influência da
radiação solar é na distribuição da temperatura do globo. Essas quantidades de
radiação variam em função da época do ano e da latitude, fenômeno que pode ser
melhor elucidado se examinarmos o movimento aparente do Sol em relação à Terra.
Para um observador situado na Terra, o
Sol, aparentemente se movimenta ao
longo dos dias ao redor da Terra,
variando a inclinação dos raios em
função da época e hora do ano.
Figura (1)
Na figura acima:
Terra esfera de centro C
Eixo Polar eixo imaginário ao redor do qual a Terra Gira.
PN e PS Pólo Norte e Pólo Sul
Equador é o circulo definido pela intersecção do plano que passa
pelo Centro C e é perpendicular ao eixo polar
1 longitude do ponto (A)
2 latitude do ponto (B)
Se o eixo imaginário que une os pólos fosse perpendicular ao plano da
elíptica, que é o plano de translação da Terra ao redor do Sol, cada ponto situado
sobre a sua superfície veria o Sol, ao longo de todo o ano, numa mesma posição.
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Mas sendo esse eixo inclinado de aproximadamente 23º 27’ ou 23 ½ º,
conforme a figura abaixo, o Sol aparentemente, percorrerá uma região do céu
correspondente na Terra, a aquela compreendida entre os Trópicos de Câncer e
Capricórnio, com duração de seis meses em cada sentido.
Figura (2)
Os raios solares ao atingirem a atmosfera terrestre, uma porção considerável
de sua energia é refletida para o espaço antes de atingir a superfície da Terra. Cerca
de 1/3 que chega à superfície é logo transformada em outros tipos de energia:
evaporação, propagação, condução de calor, pseudocondução, reflexão e radiação.
Conforme a figura (2), no dia 21 de junho às 12:00h, o Sol atingirá
perpendicularmente o Trópico de Câncer, ponto máximo do seu percurso do
Hemisfério Norte; e no dia 22 de dezembro atingirá, também às 12:00h, o Trópico de
Capricórnio, limite de sua trajetória no Hemisfério Sul.
De acordo com a figura (3), esses dias tipos são denominados solstícios,
sendo de inverno, se o ponto geográfico do observador situar-se em hemisfério
oposto ao Sol; e de verão, se estiver no mesmo hemisfério. Por outro lado os dias 23
de setembro e 22 de março são denominados de equinócios e se caracterizam na
passagem do Sol pelo Equador terrestre, o que resulta na duração do dia igual à da
noite para qualquer ponto da Terra.
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Figura (3) – Órbita da Terra em torno do Sol, no seu eixo N-S inclinado de um
ângulo de 23,5º.
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3ª Aula
Objetivo: noções básicas sobre clima e adequação da arquitetura (continuação)
Assunto: Variáveis Climáticas (continuação)
Temperatura: a época do ano, associada a latitude do local, vai determinar o ângulo
de incidência dos raios do sol em relação ao plano do horizonte. Sabe-se que a
radiação solar recebida por uma superfície, é proporcional ao cosseno do ângulo
que os raios solares fazem com a normal ao plano dessa superfície considerada.
A posição do Sol na abobada celeste pode ser definida através dos ângulos
de:
Altitude solar ()
Azimute Solar ()
Tais ângulos ( e ) que variam de acordo com a hora do dia e período do ano,
podem ser obtidos a partir de cartas solares.
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Para chegar até a superfície da Terra, os raios do Sol, ou seja, a radiação,
tem que passar pela atmosfera. Ao chegar até ela, a intensidade dessa energia se
vê diluída, em função não só da larga distância percorrida, como também pela
influência de fatores como a umidade, o ozônio, a poluição e a poeira no ar, que são
uma espécie de obstáculo na atmosfera, para a chegada da radiação até a
superfície. É interessante notar como metade da radiação (a metade que se
encontra fora dos limites da atmosfera), nunca chega à superfície da Terra. Portanto,
pode-se observar que, em qualquer lugar, a porcentagem da radiação que chega até
a superfície varia segundo a localização geográfica, a altitude e o clima.
Uma parte dessa radiação que se vê refletida dentro do céu, é a chamada
radiação difusa. A energia difusa chega a Terra a partir da cúpula do céu e não
diretamente do Sol. A radiação que chega diretamente do Sol se denomina direta. É
por isso que a radiação total incidente em qualquer superfície é calculada pela soma
da radiação direta mais a difusa.
Sabe-se que nos climas tropicais, a radiação solar incidente é alta, seja como
radiação direta em dias ensolarados, seja em forma de radiação difusa durante os
dias nublados. Embora essa radiação solar seja o fator mais importante para se
determinar o clima de qualquer zona, uma particularidade das regiões tropicais
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úmidas é o efeito da umidade, o vapor, que deve ser levado em conta, pois no ar,
pode produzir a radiação que chega a Terra, provocando uma redução efetiva na
temperatura.
Umidade: a umidade atmosférica esta intimamente ligada a quantidade de vapor
contido na atmosfera, em função da evaporação da chuva e da transpiração das
plantas.
Qualquer que seja à temperatura há um limite de saturação do ar e como
conseqüência, o aumento da capacidade de saturação paralela no aumento da
temperatura. Isso significa que, ao aquecer-se e expandir-se o ar pode tolerar mais
vapor; do mesmo modo que ao esfriar-se e contrair-se, sua capacidade de conter
vapor fica reduzida.
Quando defini-se umidade, duas expressões são utilizadas:
umidade absoluta: é a medida da massa do vapor total num volume fixo de
ar em uma dada temperatura;
umidade relativa: é a relação existente e o limite da saturação total do ar na
mesma temperatura.
Nebulosidade: a nebulosidade é medida percentualmente, com um sistema de
décimas partes de céu coberto por nuvens. Numa escala de zero a dez, um céu
totalmente claro é representado por 0 e um céu totalmente nublado, por 8 ou 10. O
importante é saber que a porcentagem pode variar muito durante o dia, pois
normalmente, as nuvens são mais densas durante as manhãs. Por causa da
topografia e de outras influências geográficas como os corpos de água, a
porcentagem de nebulosidade pode variar nos diversos quadrantes do céu.
As nuvens têm um papel fundamental no trajeto que a radiação solar tem que
percorrer para chegar à Terra; e durante a noite, na quantidade de radiação que
escapa da Terra em direção ao céu. Esse fenômeno tem muito a ver com a variação
diária de temperaturas. Por essa razão, a medição da nebulosidade é de grande
importância.
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Ventos: Direção, velocidade, variação e freqüência, são as características mais
importantes em relação aos ventos. Os ventos não são um parâmetro muito estável,
em razão da mudança de direção que podem sofrer em minutos e horas. Isso afeta
diretamente o clima, provocando alterações nos sistemas climáticos. As variações a
que estão sujeitos os ventos, são refletidas nos dados de velocidade e direção;
direção esta que sempre se refere à sua origem.
As características dos ventos são determinadas em qualquer lugar por fatores
locais e gerais, momentâneos ou sazonais, responsáveis pelas suas modificações.
Fatores como as diferentes pressões atmosféricas, a rotação da Terra, a diferença
entre a temperatura da terra, do mar e a topografia, são os agentes mais
importantes das modificações no movimento do ar.
Para conseguir uma ventilação adequada, em uma construção resistente e
protegida contra as chuvas, o arquiteto deve determinar as características dos
ventos.
Precipitação: a capacidade de reter vapor no ar diminui com as temperaturas
baixas. Quando isso acontece, e quando se chega ao ponto de condensação, pode
ocorrer algum tipo de precipitação. Da mesma maneira, se o ar entra em contato
com uma superfície, existe a formação de gotas de orvalho; em contraste, quando
não existe tal contato, uma massa de neblina será produzida.
A formação da precipitação começa com a subida do ar à atmosfera. Quando
isso ocorre, a pressão cai e conseqüentemente, a temperatura também, num
processo chamado adiabático.
As chuvas que resultam podem ser formadas por três mecanismos: a
atividade convectiva, a subida ortográfica ou a convergência – atividade frontal. Nas
regiões tropicais, a chuva é o resultado da atividade convectiva, com aguaceiros
durante a tarde. As chuvas torrenciais das regiões tropicais, são devidas a um
fenômeno um tanto similar a de dois rios de vapor convergindo no ar, eles sobem
rapidamente, resfriando-se e caindo, logo depois, em forma de chuva.
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O mais problemático para um projeto nas regiões tropicais é a combinação de
chuvas e ventos fortes, o que normalmente ocasiona a penetração de água na
construção. Por isso a direção que tomam as chuvas por causa do vento é algo
importante de se ter em conta. Em algumas zonas, inclusive, não existe relação
entre a direção para qual os ventos dirigem as chuvas e a direção dominante do
vento em geral.
Análise do Clima: a arte da arquitetura exige do profissional um projeto que leve
em conta não só a estética, como também a funcionalidade e o nível de conforto
ideal. Muitas vezes, o arquiteto não considera os possíveis efeitos do lugar escolhido
e do clima, e o resultado só pode ser um edifício pouco confortável.
O grande erro da chamada arquitetura estilo internacional, é a lógica de que
um projeto pode servir para qualquer lugar, de tal maneira que a importância dos
aspectos formais sobressai mais do que a necessidade de criar um projeto particular
e apropriado a cada lugar, ou seja, uma arquitetura mais regional.
Muitos edifícios modernos, com fachadas de vidro, precisam de sistemas
igualmente modernos de aquecimento e resfriamento bastante avançados e caros,
com o objetivo de adaptar a construção ao clima. Neste caso, não se pretende que o
projeto responda ao lugar e ao clima, mas que o equipamento adapte o edifício a
eles.
Em compensação, a arquitetura regional, que não precisa de sistemas de
resfriamento ou aquecimento mecânicos, produz um nível de conforto bastante
considerável no ambiente interno. Este tipo de arquitetura, além de possibilitar
criatividade sob o aspecto formal, está enfocado principalmente nos elementos
climáticos visando à comodidade do usuário.
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Os elementos mais importantes que têm um forte efeito no nível de conforto
do ambiente interno, são:
o Sol (luz e calor);
a temperatura;
a umidade;
o vento;
a precipitação;
Como já visto anteriormente, todos estes elementos são afetados pelo lugar e
seu entorno ou seja o microclima, às vezes chamado de clima do lugar, dentro de
um macroclima mais amplo. A primeira etapa de um trabalho arquitetônico deve
ser a análise de cada elemento climático, e da interação entre eles. Só então o
arquiteto estará capacitado para realizar um projeto ambientalmente correto e
de alta eficiência energética.
É importante saber que com uma simples manipulação dos espaços do
edifício, os elementos da fachada, a forma, a orientação e sua relação com o lugar,
pode-se criar condições para um nível mais alto de conforto e de saúde, sem
sacrificar o funcional, a estética ou os limites de orçamento.
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4ª Aula
Objetivo: dar ao aluno noções sobre o movimento aparente do Sol em São Paulo
Assunto: construção de uma maquete que permita simular o movimento
aparente do Sol
Insolação em São Paulo
Nem sempre os dias são iguais às noites. Isso é devido à variação do ângulo
formado entre o equador e o plano da órbita terrestre. Em virtude dessa variação,
muitos lugares da Terra não são iluminados de maneira igual, o que resulta dá como
a maior duração do dia em relação à noite ou vice-versa, em muitas regiões.
No dia 21 de junho apenas uma parte do hemisfério Sul se vê banhada pelo
Sol. É o Solstício de inverno. Registra-se o dia mais curto e a noite mais longa. O
Sol em São Paulo atinge nesse dia seu ponto mais baixo ao meio-dia. Inicia-se o
inverno.
No dia 23 de setembro todos os pontos da Terra recebem a mesma
quantidade de luz. É o equinócio. O dia é igual à noite. Inicia-se a primavera.
No dia 21 de dezembro dá- se o inverso do que a 21 de junho: o hemisfério Sul se
vê fartamente banhado pelo Sol. É o solstício de verão. Registra-se o dia mais longo
e a noite mais curta. O Sol em São Paulo atinge nesse dia meu ponto mais alto (na
vertical) ao meio-dia. Inicia-se o verão.
No dia 21 de março, repete-se a situação verificada a 23 de setembro. É novamente
o equinócio. mas Inicia-se o outono.
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5ª Aula
Objetivo: estudar a Penetração dos Raios Solares
Assunto: traçado, mancha solar, brises
Penetração dos Raios solares
- Verificar a penetração do sol de Inverno às 9 horas.
Roteiro:
1. Ligar Centro "0" com a hora;
2. Pela hora traçar perpendicular;
3. Usar o ângulo de inverno q (de 9 horas) no ponto "0” (tirar do gráfico)
4. Determinar o Triângulo 0-M-9.
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Penetração dos Raios Solares - Continuação
- Verificar a penetração do sol de Inverno às 9 horas.
Roteiro - continuação:
5. Fazer a projeção do triângulo nos pontos 0 9
6. Colocar na projeção a distância 9 - M
7. Traçar paralelas a 0 - 9
8. Traçar paralelas a 0' - M'
9. O encontro das paralelas determina a mancha do sol no ambiente.
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Penetração dos Raios Solares – Continuação 2
Estudos de Quebra-Sois / Brise Soler
(Para Sol das 9h manhã)
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6ª Aula
Objetivo: estudar a influência da sombra de um volume sobre o outro
Assunto: traçado de sombras
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Análise da Insolação:
Insolação das Faces
FACES INVERNO VERÃO
1 16:30 POENTE 12:00 POENTE
2 NASC. 16:30 NASC. 12:00
3 NASC. 10:15 NASC. 12:00
4 10:15 POENTE 18:00 POENTE
ANÁLISE DAS SOMBRAS
CORTE TRANSVERSAL A-A
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7ª Aula
Objetivo: demonstrar as muitas vantagens da luz natural em relação ao uso da
luz artificial por razões econômicas e climáticas, especialmente em
edifícios que necessitem de níveis mais altos de iluminação, como os
escritórios, as fábricas, as escolas, etc...
Assunto: (I). Condições de luz
(II). Condições do céu
(III). Iluminação natural
Luz Natural
Para analisar-se as vantagens do uso da luz natural, 4 fatores podem ser
mencionados:
A luz natural produz condições de iluminação mais confortáveis para o
olho humano, porque muitas lâmpadas não têm amplitudes ideais de
ondas de luz, o que pode produzir distorções de cor e forçar a vista;
A luz natural é gratuita, além de estar livre do custo de manutenção;
A luz artificial é muito ineficaz, na medida em que produz mais calor
que luz. O exemplo mais extremo é o da luz incandescente, que produz
somente 10% de luz em relação à energia consumida, sendo pouco
inferior à lâmpada fluorescente que produz 30% de luz. Em ambos os
casos quase a totalidade do resto da energia consumida é emitida ao
espaço em forma de calor;
Em contraste, a energia solar produz 65% de luz. Esse fator é o mais
importante nas regiões tropicais em que um problema fundamental do
clima é a alta temperatura.
Por outro lado, em edifícios com altos níveis de iluminação artificial, o calor
produzido pelas luminárias pode ser maior que o resultante das temperaturas e do
Sol. Nesses casos, o uso controlado da luz natural pode diminuir a necessidade das
lâmpadas artificiais e reduzir assim o ganho de calor produzido por elas.
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(I) Condições de Luz
Quando manipula-se luz natural, existem dois fatores que requerem técnicas
distintas:
a luz dos raios de Sol luz direta
a luz do céu durante dias nublados luz difusa
Luz direta: muito poderosa que chega a ser superior ao da luz artificial
interior, no entanto, tem a desvantagem de ser bastante
oscilante, em função de várias causas como:
movimento do Sol em relação à Terra.
as sombras formadas pela paisagem e por elementos
como outros edifícios e o próprio edifício.
Se não forem bem controlados, os raios de Sol, podem causar outros
problemas como o ofuscamento. Além disso, os raios desgastam alguns tipos de
tecidos e provocam a descoloração de outros, incluindo cortinas e tapeçarias em
geral. Por essas razões os projetos costumam aproveitar a luz difusa ou usar a
direta, de tal maneira que ela entre no espaço construído de forma difusa, sendo
refletida pelo teto ou pelas paredes.
A característica mais notável da luz, seja ela direta ou difusa, é sua
variabilidade. Apesar da única fonte de luz natural ser o Sol, o nível de iluminação
em um dado lugar, além do nível de incidência da radiação solar, depende dos
seguintes fatores:
Da latitude do local e por isso, da altura e do azimute do Sol.
Das condições do clima, como as nuvens e o nível de poluição do ar.
Dos efeitos locais, como obstáculos geográficos, paisagem,
construções e os reflexos de elementos próximos.
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(II) Condições do Céu
Podem ser classificadas em quatro tipos básicos que variam entre condições
do céu nublado com luz difusa, até o céu limpo com luz direta. Essa variação produz
diferentes níveis de iluminação nos planos horizontais e verticais. Para as condições
de céu totalmente nublado, o que pode ser uma situação típica nas regiões tropicais
úmidas, a fonte de luz é o céu, com uma iluminação três vezes maior no plano
horizontal que no vertical.
Quando se pode contar com dados locais exatos para se
calcular o nível de iluminação interna, em função da luz
natural externa, pode-se conseguir um resultado
aproximado para um Sol com ângulo de 70º de altura,
situação comum nas regiões tropicais ao meio-dia, na
maior parte do ano.
Iluminação Natural
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(III) Iluminação Natural
As contribuições da luz natural para iluminar o interior de um edifício
dependem de 3 fatores:
a quantidade de luz exterior
a proporção de luz admitida pelas janelas
quantidade de reflexão interna.
A reflexão interna assume uma importância maior quanto
mais longe da janela estiver o fundo do cômodo e
depende mais das cores das paredes que do piso interior.
Em virtude das cores mais claras terem mais capacidade
de refletir a luz, e as mais escuras diminuírem a reflexão,
a escolha das cores pode modificar a intensidade de
iluminação no interior do cômodo.
O nível de iluminação que um espaço deve ter, depende da solicitação visual
que os seus usuários vão ter. As atividades mais precisas e minuciosas requerem
um nível mais alto de luz. A diferença entre a necessidade de iluminação de um
corredor e de um atelier de arquitetura é de dez vezes; nesse caso é evidente que a
iluminação natural deve ser aproveitada para o atelier.
Determinar a contribuição da luz natural, quanto a iluminação exigida, tornou-
se tarefa simplificada, graças às tabelas e aos gráficos. Estes gráficos pressupõem
condições interiores típicas, como cores claras, por exemplo, e a base destas
condições forma uma relação entre as paredes e as janelas, o tamanho das janelas
e a profundidade dos cômodos. A estratégia é solucionar a situação mais
problemática, ou seja, a de um plano horizontal localizado a 60 cm da parede mais
distante das janelas, no qual ocorre uma atividade visual hipotética para atender as
necessidades do lugar menos iluminado pela luz natural; automaticamente, o
restante do cômodo receberá luz mais que suficiente para a mesma atividade.
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ILUMINAÇÃO
Nível de iluminação sob um céu claro com brilho não-uniforme no plano horizontal
Latitude Iluminação entre 9h – 17h em Lux
5º 15 000
10º 12 500
15º 11 000
20º 9 250
Exemplo: Um cômodo com a parede de frente com 60% de vidro a uma distância de
4 m do fundo, terá um nível de iluminação num plano horizontal próximo da parede
mais profunda de 2,3% da luz que se encontra num plano horizontal do lado de fora.
Ao aumentar a porcentagem do vidro para 90% o resultado no lugar menos
iluminado só será 3,4% do exterior.
No caso anterior, de 60% de vidro, o nível de iluminação interior varia de
acordo com condições típicas das regiões tropicais, desde um céu nublado, com um
resultado de 35 lux, até um céu claro, com nível de iluminação interna de 230 lux, se
as janelas estiverem expostas diretamente aos raios solares. Para condições de um
céu parcialmente nublado, tanto com luz difusa quanto direta, o nível de iluminação
interna varia entre esses dois limites.
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Para atender-se à necessidade primordial de se evitar que entre muito sol nos
edifícios das regiões tropicais, é óbvio que não podemos permitir níveis de
iluminação tão altos como no exemplo anterior. Todas as decisões relacionadas à
manipulação da fachada e das janelas, no sentido de aumentar o nível de
iluminação natural, têm que levar em conta as fortes implicações de ganho de calor
delas decorrentes.
Num projeto bem planejado é possível discriminar entre a luz direta, utilizada
de maneira limitada para iluminar os interiores, da luz difusa, que pode entrar
através de grandes janelas sem prejudicar o nível de conforto térmico. A maneira
mais simples e comum para pôr em prática essa estratégia é o uso de light shelvs,
ou estantes de luz.
Esses elementos têm a função de refletores, dirigindo uma porcentagem
mínima da luz direta para o teto do fundo do cômodo e ao mesmo tempo,
sombreando a maior parte da janela, permitindo apenas a penetração da luz difusa
que ocorre no horizonte.
Fonte: Hertz, John B; Ecotécnicas em Arquitetura
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No caso da luz direta, o teto atua como uma grande tela para distribuir a luz
nele refletida. Dessa maneira, toda a luz do cômodo, seja de origem direta ou difusa,
chegará à zona de trabalho de forma difusa, sem problemas de ofuscamento.
Nos edifícios pequenos ou nos andares baixos dos edifícios altos, é
importante lembrar que o mesmo elemento horizontal que protege a janela de um
Sol alto, pode não ser eficiente para eliminar a luz e o calor refletidos na Terra.
Nesse caso, elementos como pedra branca e concreto na paisagem podem causar
problemas de desconforto visual e térmico.
É importante recordar que o uso da luz difusa depende de uma nebulosidade
com densidade suficiente para espalhar a luz no céu. O caso é bastante diferente
quando há ausência de nuvens no céu durante um certo período. No último caso,
para os lados do edifício não diretamente expostos ao Sol, a quantidade natural que
entra pelas janelas será mínima. Somente sob condições de um céu nublado, seja
uniforme ou não, haveria luz suficiente para uma iluminação adequada. No entanto,
os lados dos edifícios não diretamente expostos ao Sol, recebendo ou não luz
difusa, são muito menos iluminados que os lados expostos à luz direta.
Para regiões tropicais úmidas do Brasil, especialmente nas latitudes próximas
ao Equador, as condições de alta nebulosidade ocorrem com mais regularidade que
nas cidades ao sul, como Rio de Janeiro ou São Paulo. Em Manaus, por exemplo, a
média de nebulosidade varia de 70% no verão a 50% no inverno; já em Porto
Alegre, essa variação é de 50% no verão e 60% no inverno. O mesmo não acontece
em Brasília, cuja média de nebulosidade é de 70% no verão e 30% no inverno.
Todos esses fenômenos têm implicações no possível uso da luz natural como fonte
de iluminação interna. De posse de tais informações: qual seria a melhor
estratégia? A utilização da luz direta, luz difusa, ou de uma combinação de
ambas? Qualquer que seja a escolha é imprescindível verificar o impacto
térmico de cada uma delas.
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8ª Aula
Objetivo: dar aos alunos noções sobre Iluminação Zenital
Assunto: Iluminação Zenital na Arquitetura
Conceitos Básicos
Iluminação Zenital na Arquitetura
A técnica da iluminação zenital por meio dos domos de plástico, largamente
usada em diversos países, somente a partir de algumas décadas encontrou
condições para seu desenvolvimento e uso no país.
Os domos são o resultado de uma conjugação de esforços de nossos
industrias no sentido de solucionar, de uma maneira simples e econômica, o
problema, importante para a arquitetura, o da iluminação zenital.
Este processo já era usado nos princípios da nossa civilização por povos que
tinham possibilidades de se expressarem em termos de arquitetura. As técnicas
utilizadas foram as mais diversas. Na arquitetura egípcia, e depois na grega, o
processo era simples e primitivo: retiravam-se alguns blocos de pedra da cobertura,
deixando a luz passar pelo buraco. Na Idade Média até o Renascimento, inclusive,
com o uso das coberturas em forma de cúpulas, utilizou-se a luz zenital para
conseguir certos efeitos psicológicos desejados; já era comum o uso de vidro nas
construções.
No período barroco estes efeitos de luz zenital atingiram um alto grau de
perfeição. As cúpulas eram resolvidas de maneira tal, que a luz delas emanante
tinha o poder de desmaterializar tudo que rodeava e dar a impressão de espaço
ilimitado, preenchendo a necessidade de satisfazer, por meios arquitetônicos, o
sentimento barroco do misterioso e do infinito. No século passado, com a fabricação
em larga escala do ferro e do vidro, surgiram grandes construções, quase totalmente
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feitas com estes materiais (galerias, palácios de exposições, shoppings etc.). A
iluminação zenital ia desde as pequenas clarabóias, usadas em fábricas, até as
grandes coberturas inteiramente de vidro.
Como se vê, cada época utilizou a iluminação zenital em função dos materiais
disponíveis, das técnicas construtivas existentes e de suas necessidades
arquitetônicas.
Na época atual, ao fazer-se uma análise sucinta de alguns de seus aspectos,
nota-se que o material plástico e sua técnica construtiva, na iluminação zenital, vão
de encontro às necessidades existentes para a realização da obra arquitetônica.
No seu aspecto estrutural, vê-se uma certa tendência no sentido de se achar
soluções que tenham, ao mesmo tempo, algum significado estético, e uma
preocupação de se vencer grandes vãos com uma estrutura aparentemente leve.
Disto percebe-se que a iluminação zenital, pelo processo dos domos de
plástico, é necessária, pois além de dar boa iluminação, concorre para diminuir o
peso próprio das coberturas, não prejudicando o aspecto formal da estrutura.
Concomitantemente ao problema estrutural, a arquitetura enfrenta a
necessidade de uma reorganização do espaço interno, resultante de novas
concepções das atividades humanas. Esta reorganização tende, supor uma solução
de caráter coletivo, buscando-se portanto, soluções arquitetônicas que venham
resolver o problema do aglomerado, porém, de um aglomerado ordenado. Notamos
isso, em escolas, fábricas, centros cívicos, etc. Nestes casos a arquitetura já tem
condições técnicas para se libertar de espaços confinados e optar para os grandes
vãos, resolvidos de maneira que a vivência aí seja, além de biologicamente possível,
estimulante às atividades humanas.
A utilização dos domos na obra arquitetônica possibilita maior liberdade no
estudo das fachadas, criando condições para simplificações no seu aspecto formal,
indo de encontro a certas tendências da arquitetura contemporânea.
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O problema da pré-fabricação e estandardização dos domos é facilmente
resolvido, pois sua utilização está isenta de certas preocupações de ordem estética,
restando solucionar somente os problemas técnicos, muito simples, e
dimensionamentos. A importância, portanto, da iluminação zenital com o material
plástico é palpável, pois além de ser um produto típico do nosso século, resolve
satisfatoriamente alguns problemas técnicos, possibilitando maior liberdade de
expressão para a arquitetura.
Mais uma vez podemos perceber que existem certas soluções de ordem
técnica que contribuem valiosamente ao desenvolvimento da arquitetura, pois a
organização e domínio do espaço está diretamente ligado, tanto aos conhecimentos
estéticos, como técnicos.
Conceitos Básicos:
Figura (1)
1º. Fluxo luminoso: é a quantidade de luz emitida por uma fonte luminosa na
unidade de tempo; número de partículas de luz num determinado ângulo; é a luz
emitida.
símbolo: F
unidade: lúmen (m)
analogia: quantidade de água que sai de um chuveiro em uma unidade
de tempo.
a) Luz direta do Sol
b) Luz difusa do céu
c) Luz refletida pelos obstáculos externos
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Exemplos:
Lâmpada incandescente 60W 840 lúmens
Lâmpada incandescente 100W 1570 lúmens
Lâmpada fluorescente 20W 1100 lúmens
Lâmpada fluorescente 40W 2700 lúmens
2º. Aclaramento: fluxo luminoso (F) por unidade de superfície (m2); é a luz
recebida.
símbolo: E (eclairage = lighting)
unidade: lux (x)
definição: 2m
F
Exemplos:
dia de verão com Sol: 100.000 x
dia de inverno, 12h: 10.000 x
dia encoberto de verão: 20.000 x
dia encoberto de inverno: 3.000 x
céu difuso em São Paulo: 11.000 x
tarefa visual simples (depósito): 150 x
tarefa visual normal (contabilidade): 250/500 x
tarefa visual precisa (arte final): 500/1000 x
tarefa visual muito precisa (relojoaria): 2500 x ou mais.
Figura (2)
horizonte
ZENITE
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Figura (3)
O fluxo luminoso
2m
oaclarament se divide em:
Fh = Fluxo Luminoso Externo (sem obstáculo).
F = Fluxo Luminoso Externo (incidente na face externa do domos ou janela e
obstáculos).
Fi = Fluxo Luminoso Interno (que penetra no recinto).
F = Fluxo Útil (que atinge o plano de utilização)
Figura (4)
3º. Fator Janela (J): domos colocados sobre o teto desimpedido: 11.000 lux (São
Paulo).
Domos colocado num poço ou sobre um edifício cercado de construções
receberão parte da luz difusa do céu.
Plano de utilização da iluminação
Fh
FC FC FC FC
Fh
0,80m
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Figura (5)
*** O aclaramento no plano do domos (Eh) será função da porção visível do
céu.
Fator Janela (J): relação entre Ee, na abertura e Eh sobre um plano horizontal
exposto a todo hemisfério celeste.
h
e
E
EJ
Domos desobstruídos
Figura (6)
4º. Cálculo do fator janela no caso de céu parcialmente obstruído: do centro da
janela ou domo, seja vista uma porção retangular do céu, ou uma linha média do
contorno das obstruções.
Exemplo: um domo dando para um poço.
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Figura (7)
Desenvolvendo:
Figura (8)
o retângulo ABCD representa a porção visível do céu
o aclaramento no ponto P será: Ee = J . Eh
o retângulo ABCD, porção visível do céu foi dividido em 4 retângulos
iguais: BFIE; FCHI; AEIG; DGIH
os ângulos e determinam a posição do ponto P e serão tanto maiores
quanto mais próximo P estiver do retângulo luminoso ABCD.
O fator janela J é proporcional aos ângulos e .
Verificando-se a tabela abaixo ou o gráfico, encontra-se um valor que será
multiplicado 4 vezes, pois e estão considerando apenas BFIE, que
representa ¼ de ABCD.
Os ângulos e são calculados via tangente, ou graficamente.
obstáculo
11.000 lux
11.000 lux
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Obtidos os valores da tangente, pela tabela abaixo, obtém-se o valor de J,
que representa ¼ do total.
1ª Tabela: Valores de ¼ J para superfícies paralelas à fonte
=10º 20º 30º 40º 50º 60º 70º 80º 90º
10º 009 018 026 033 038 041 043 043 043 10º
20º 018 036 051 064 074 080 084 085 086 20º
30º 020 051 074 093 107 117 123 125 125 30º
40º 033 064 093 117 136 149 157 160 161 40º
50º 038 074 107 136 159 176 187 191 192 50º
60º 041 080 117 149 176 197 210 216 217 60º
70º 043 084 123 157 187 210 226 234 235 70º
80º 043 085 125 160 191 216 234 244 246 80º
90º 043 086 125 161 192 217 235 246 250 90º
Tabela (1)
Gráfico (1)
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9ª Aula
Objetivo: noções sobre Iluminação Zenital - Domos
Assunto: transferência do Fluxo Luminoso pelos Domos
fator , v, t, c, km
1º. Transferência do Fluxo Luminoso pelo Domos
Fe = So x Fe, onde:
Fe = fluxoluminoso que incide pela abertura.
So = área da entrada do poço do domo (m2).
Ee = aclaramento sobre a face externa.
o valor So é calculado sobre a forma do domos, ou seja circular, retangular
Fi = Fe . . v . t . c . Km
Fluxo luminoso transferido pelo domos, onde:
= rendimento do poço
v = fator estrutural
t = transmitância do material
c = rendimento inferior
Km = coeficiente de manutenção
2º. Fator
O rendimento do poço é dado pelo gráfico abaixo em função do índice de
poço ip e da refletância r das paredes internas do mesmo.
poços quadrados ou retangulares:
c
c2
hip
onde: c = comprimento do poço
= largura do poço
h = altura do poço
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poços circulares:
d
hip
onde: d = diâmetro
Índice de Poço
Gráfico (2)
3º. Fator V
Exprime a relação entre as áreas dos elementos estruturais das superfícies,
transparentes e translúcidas e a área total da abertura So.
o
c
o
co
S
S1
S
SSV
sendo
So = área total da abertura
Sc = área dos elementos de obstrução (caixilhos, chapas, elementos
estruturais).
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Ordens de grandeza:
Para caixilhos de madeira V = 0,70 a 0,85
Para caixilhos metálicos V = 0,80 a 0,90
No caso de elementos de V = 1 (não há obstrução)
sustentação colocada na periferia.
4º. Fator t
Representa a parcela de luz incidente que consegue atravessar o elemento
transparente ou translúcido.
Ordens de Grandeza
Vidro plano liso 0,80 a 0,90
Plástico transparente claro 0,80 a 0,92
Plástico transparente branco 0,50 a 0,60
5º. Fator c
Caso haja elementos de controle na abertura inferior do poço com grelha
“louvers”, venezianas, treliças, aplica-se as seguintes ordens de grandeza:
Elementos de controle: 0,60 a 0,80
Sem elementos de controle: 1
o
c
o
co
S
S1
S
SSC
So = área da abertura inferior do poço
Sc = área das obstruções
6º. Fator Km
Exprime as perdas devido ao acúmulo de pó e outras sujeiras.
Varia conforme o tipo de material e sua colocação
A posição horizontal é a pior.
Nos domos podemos tomar um valor intermediário de 45, pois a curva varia
de 0 a 90.
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Gráfico (3)
7º. Descontos sofridos pelo fluxo Fi no interior do recinto
Apenas uma parcela atingirá o plano de trabalho ou de utilização.
Haverá perdas por absorção no teto e nas paredes do recinto.
Idem quanto a forma e pé direito do recinto.
Essas perdas são representadas pelo fator de utilização Ku.
Assim, o Fu, fluxo útil ou o fluxo que atinge o plano de utilização é:
Fu = Fi . Ku
mas
Fi = Fe . . v . t . c . Km
Ku depende de:
índice do local
refletâncias médias do teto e das paredes
Índice do local
depende da forma das dimensões do local, das proporções
calcula-se
L
C1
h
Ci
ulocal
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sendo:
C = comprimento (maior dimensão em m)
L = largura (menor dimensão em m)
p = pé direito (m)
hu = altura útil (m)
Refletância do teto e das paredes
depende da cor e do acabamento das superfícies
deve-se calcular a Transmitância Líquida (T = . v . t . c)
Supõe-se um teto claro, e que uma parede clara reflete 50% e uma escura
30%.
Superfícies
muito escura 10 a 30%
escura 30 a 50%
média 40 a 50%
clara 50 a 60%
muito clara 70 a 85%
8º. Cálculo do coeficiente de utilização Ku
dependerá: da Transmitância Líquida
do índice local
da refletância das paredes
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T
.v.t.c i
Refletância
50%
Paredes
30%
T
.v.t.c i
Refletância
50%
Paredes
30%
70%
0,6 37 34
30%
06 16 15
0,8 45 42 0,8 19 18
1,0 49 46 1,0 21 20
1,25 52 50 1,25 22 21
1,5 54 53 1,5 24 23
2,0 58 56 2,0 25 24
2,5 61 59 2,5 26 25
3,0 63 61 3,0 27 26
4,0 65 62 4,0 28 27
T
.v.t.c i
Refletância
50%
Paredes
30%
T
.v.t.c i
Refletância
50%
Paredes
30%
50%
0,6 26 24
10%
0,6 05 05
0,8 32 29 0,8 06 06
1,0 35 32 1,0 07 06
1,25 37 35 1,25 07 07
1,5 39 37 1,5 08 07
2,0 41 40 2,0 08 08
2,5 44 42 2,5 09 08
3,0 45 43 3,0 09 09
4,0 46 44 4,0 09 09
9º. Equação Básica do Aclaramento Eu no plano de utilização
Sabe-se que S
FE u
u
onde Fu = Fe . . v . t . c . Km . Ku
S = área do recinto em m2
o fluxo externo Fe = So . Ee
onde: Ee = foi determinado pelo fator janela (J)
So = área do recinto em m2
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mas S
KuKmctvFE e
u
ainda S
KuKmctvESE eo
u
Eu = aclaramento no plano de utilização (lux)
S = área do plano de utilização (m2)
como Ee = J . Eh = J . M
(Eh = M)
tem-se S
MJKuKmctvSE o
c
como no valor Ku já foi considerada a Transmitância Líquida T (T = . v . t . c),
pode-se simplificar:
S
MKuKmSE o
u
Eu lux
TABELA DOS NÍVEIS DE ACLARAMENTO RECOMENDADOS UTILIZAÇÃO DO RECINTO
Local de trabalho................................................................... 180 Bibliotecas................................................................................................ 300 Escolas – Sala de Aula e de Desenho..................................................... 300
Laboratórios............................................................................ 200 Escritórios – Cálculos e projetos.............................................................. 400
A fim de que possamos fazer os cálculos luminotécnicos, devemos tomar conhecimento das grandezas fundamentais, baseadas nas definições apresentadas pela ABNT (Vocabulário de termos de iluminação e NBR-5413) e nas fontes citadas na bibliografia.
LUZ
Aspecto da energia radiante que um observador humano constata pela
sensação visual, determinado pelo estímulo da retina ocular.
A faixa das radiações eletromagnéticas capazes de serem percebidas pelo
olho humano se situa entre os comprimentos de onda de 3800 a 7600 Angstroms,
(cujo símbolo é A
, é o comprimento de onda unitário e igual a dez milionésimos de
milímetro.
f
c
f = freqüência em ciclos/seg.
c = velocidade da luz (300.000 km/s ou 3 x 108 m/s)
= comprimento de onda
Para a corrente alternativa que usamos em nossas residências, f=60c/s o
comprimento de onda será:
km 5000 ou 2
10
10x6
10x3 78
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COR A cor da luz é determinada pelo comprimento da onda. A luz violeta é a de menor comprimento de onda visual do espectro, situado
entre 3800 a 4500 A
.
A luz vermelha é a maior comprimento da onda visível entre 6400 a 7600 A
.
As demais cores se situam conforme a curva da figura 5.16, onde se vê que o
amarelo é a cor que dá mais sensibilidade visual a 5 500 A
.
Intensidade Luminosa; Candela (cd)
É definida como a intensidade luminosa, na direção perpendicular de uma
superfície plana de área igual a 000.600
1 metros quadrados, de um corpo negro à
temperatura de solidificação da platina, e sob a pressão de 101.325 newtons por
metro quadrado.
Fluxo Luminoso: Lúmen (m)
Fluxo Luminoso emitido no interior de um ângulo sólido de esferorradiano, por
uma fonte puntiforme de intensidade invariável e igual a 1 candela, em todas as
direções.
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Suponhamos a figura 5.17
ao lado, uma esfera de 1 m de
raio, no centro no qual colocamos
uma parte com intensidade 1
candela em todas as direções. O
ângulo sólido que subentende uma
área de 1m2 é um esferorradiano.
O fluxo emitido no interior deste
ângulo sólido, é do lúmen.
Área da esfera = 4R2 = 12,56 R2
Como em cada m2 da superfície desta esfera temos o fluxo de l lúmen, o fluxo
total recebido será 12,56 lumens.
Iluminamento: Lux (x)
Iluminamento de uma superfície plana, de área igual a 1 m2 que recebe na
direção perpendicular um fluxo luminoso igual a 1 lúmen, uniformemente distribuído.
É a densidade superficial de fluxo luminoso recebido.
Assim: lux = 2m
lúmen
luminância: cd/m2 ou “nit”
É a luminância em uma determinada direção de uma fonte de área emissiva
igual a 1 m2, com intensidade luminosa, na mesma direção, de 1 candela.
Quantidade de Luz: m/S
É a quantidade de luz, durante 1 segundo, de um fluxo uniforme e igual a 1 m.
Emitância Luminosa: m/m2
É a emitância luminosa de uma fonte superficial, que emite o fluxo de m por
m2 de área.
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Emitância Luminosa: m/w
É a eficiência luminosa de uma fonte que dissipa 1 watt para cada lúmen
emitido.
Curva de Distribuição Luminosa
É a maneira pela qual os fabricantes de luminárias representam a distribuição
da intensidade luminosa nas diferentes direções.
Trata-se de um diagrama polar, onde a luminária é reduzida a um ponto, no
centro do diagrama; as intensidades luminosas em função do ângulo formado com a
vertical, são medidas e registradas. Como o fluxo inicial das lâmpadas depende do
tipo escolhido as curvas de distribuição luminosa são feitas para 1.000 lumens. Para
outros valores do fluxo, basta multiplicar por sua relação a 1 000 lumens.
Métodos de Cálculo De Iluminação
Pode-se determinar o número de luminárias para produzir determinado iluminamento, das seguintes maneiras:
1º Pela carga mínima exigida por normas; 2º Pelo método das lumens; 3º Pelo método das cavidades zonais; 4º Pelo método de ponto a ponto.
2º Método das lumens 2.1. Seleção da Iluminância
De acordo com a NBR – 5413 da ABNT, alguns níveis recomendados para
iluminação de interiores constam da tabela (5.1). Segundo a mesma fonte, as
atividades ficam divididas em faixas: A, B e C e cada faixa com três grupos de
iluminâncias conforme o tipo de atividade. A seleção da iluminância específica para
cada atividade é feita com auxílio das tabelas (5.1a) e (5.1b) do seguinte modo.
a) analisa-se a característica da tarefa escolher o seu peso (tabela 5.b);
b) somam-se os valores encontrados, algebricamente, considerando o sinal;
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c) quando o valor final for –2 ou –3, usa-se a iluminância mais baixa do
grupo; usa-se a iluminância superior do grupo é usada quando a soma for
+2 ou +3; nos outros casos usa-se o valor médio.
Exemplo 1: Oficina de inspeção de aparelhos de TV, ocupada por pessoas de menos de
40 anos de idade, a velocidade e precisão são importantes e a refletância do fundo
da tarefa é de 80%.
Somatório dos pesos:
idade = -1
velocidade de precisão = 0
refletância do fundo da tarefa = -1
Total = -2
Então usaremos a iluminância mais baixa do grupo, ou seja, 1 000 luxes
(Faixa B – Tarefas com requisitos especiais).
2.2. Escolha da Luminária
Esta etapa depende de diversos fatores tais como: objetivo da instalação
(comercial, industrial, domiciliar, etc...), fatores econômicos, razões de decoração
facilidade de manutenção, etc...
Para esse objetivo torna-se indispensável a consulta de catálogos dos
fabricantes (tabelas 5.3 e 5.4) “General Electric” págs.159 e 161 Hélio Creder.
3º) Determinação do índice do local
Este índice relaciona as dimensões do recinto, comprimento, largura e altura
de montagem, ou seja, altura da luminária em relação ao plano do trabalho (tabela
5.2) de acordo com o tipo de iluminação (direta, semidireta, indireta e semi-indireta).
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*** para dimensões fora da tabela podem-se dividir pelo mesmo número as
três dimensões (comprimento, largura, altura de montagem) obter dados
diretos da tabela.
Obs: Iluminância é o mesmo que iluminamento, não confundir com “luminância”.
Definição de iluminância da NB-57: “Limite da razão do fluxo luminoso
recebido pela superfície em torno de um pondo considerado, para área da
superfície, quando este tende para zero”.
4º) Determinação do coeficiente de Utilização
De posse do índice do local, estamos em condições de achar o coeficiente de
utilização. Este coeficiente relaciona o fluxo luminoso inicial emitido pela luminária
(fluxo total) e o fluxo recebido no plano de trabalho (fluxo útil), por isso, depende das
dimensões do local, da cor do teto, das paredes e do acabamento das luminárias.
Para encontrar o coeficiente de utilização, precisamos entrar na tabela com a
refletância dos tetos e paredes:
teto branco 75%
teto claro 50%
paredes brancas 50%
paredes claras 30%
paredes médias 10%
Tabela 5-3
5º) Fator de depreciação Tabela 5 – 3
Este fator, também chamado fator de manutenção, relaciona o fluxo emitido
no fim do período de manutenção da luminária e o fluxo luminoso inicial da mesma.
É evidente que, quanto melhor for a manutenção das luminárias (limpeza e
substituições mais freqüentes), mais alto será o fator, porém mais dispendioso.
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6º) Fluxo total e material de luminárias
Uma vez percorridas as cinco etapas anteriores, estamos em condições de
chegar ao número de luminárias necessárias para determinado nível de
iluminamento. Para isso usaremos as seguintes fórmulas:
e d x
E x S,
onde:
= fluxo luminoso total, em lumens
S = área do recinto em metros quadrados
E = nível de iluminamento em luxes
= coeficiente de utilização
d = fator de depreciação
= número de luminárias
= fluxo das luminárias em luxes.
Conhecido o número total de luminárias, resta-nos distribuí-las uniformemente
no recinto.
7º) Espaçamento das luminárias
Como dados práticos, toma-se à distância entre luminárias, o dobro da
distância entre a luminária e a parede. Para pé direito normal (3 m) e sistema
indireto, a distância entre as luminárias deve ser aproximadamente a da altura de
montagem acima do piso.
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13ª Aula
Objetivo: noções sobre métodos e cálculos de iluminação artificial
Assunto: método dos lumens
Exercício
Exemplo
Desejamos iluminar eletricamente uma oficina de 10,50 x 42 metros, pé
direito, 4,60 m. A oficina destina-se à inspeção de aparelhos de TV, operação esta
realizada em mesas de 1,00 m. Desejamos usar lâmpadas fluorescentes em
luminárias industriais, com 4 lâmpadas de 40 watts – 120 volts cada.