Universidade Ibirapuera
Arquitetura e Urbanismo
Conforto Ambiental: Insolação e Iluminação
MÓDULO 1: INSOLAÇÃO
Docente: Claudete Gebara J. Callegaro
2º semestre de 2013
MÓDULO 2: ILUMINAÇÃO NATURAL
MÓDULO 3: ILUMINAÇÃO DE INTERIORES
MÓDULO 1: INSOLAÇÃO
Radiação Solar Geometria Solar
Carta Solar
Insolação de fachadas – Sombras
Insolação de interiores
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JOHN, 2010:69
A determinação gráfica de sombras é importante para o conforto das pessoas e para a sustentabilidade do ambiente como um todo. Seja para limitar a insolação e o calor excessivo, seja para propiciar insolação e calor suficiente, a consideração da insolação em projetos para o habitat humano leva a uma redução do consumo de energia e a mais saúde.
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CARTA SOLAR – AZIMUTE E ALTURA
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12 horas
18h
24h
15°
12h 13h 14h 15h
16h
17h
6h
deslocamento de 60°
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POSIÇÃO DO SOL NAS HORAS DO EQUINÓCIO PARA LATITUDE ESPECÍFICA
Exemplo: latitude 60° Sul
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JOHN, 2010:68
A determinação gráfica de sombras em arquitetura e urbanismo pode ser feita a partir de informações existentes na Carta Solar de cada latitude.
Para relembrar o significado de projeção mongeana, sugiro a consulta aos livros de Geometria Descritiva. Pinceladas sobre o assunto: http://pt.wikipedia.org/wiki/Geometria_descritiva
Alguns artifícios geométricos são necessários para a transferência das informações da Carta Solar para a épura, segundo o sistema mongeano de desenho adotado pela arquitetura.
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Complementação da autora sobre desenhos de FROTA, 2004:88
Na ilustração, vê-se a haste vermelha (linha cheia) em posição vertical e sua projeção ortogonal sobre o plano vertical (tracejado vermelho). A projeção da haste sobre o plano horizontal é um ponto que não aparece na ilustração, pois coincide com a base da haste.
Considerando-se que a linha azul (cheia) representa o limite da sombra do Sol (triângulo cinza) sobre a haste, num determinado momento, como se pode representar essa linha em épura? Para isso são necessários alguns artifícios.
TRAÇADO DE SOMBRAS EM ÉPURA
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A direção da linha tracejada
em azul no PH pode ser transferida diretamente para a
Planta.
No PH, a projeção indica a direção da sombra (tracejado
azul), de onde se pode
deduzir o azimute do Sol
naquele lugar e momento (ângulo verde).
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A linha tracejada azul em PV pode ser transferida para o
Corte como sendo a delimitação da sombra,
!!!!!!PORÉM!!!!!!
a inclinação dessa linha !!!NÃO!!! está em VG.
Sendo assim, a inclinação dessa linha NÃO indica a
direção do Sol de maneira a se obter sua altura.
PORTANTO...
DIFERENTEMENTE DO AZIMUTE...
... o ângulo de altura solar da Carta Solar NÃO pode ser diretamente transferido para PV com sendo a linha de limite da sombra.
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4 http://omelete.uol.com.br/series-e-tv/homer-simpson-vai-morrer/#.Uj70gtIjLcc
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• se faça um rebatimento da sombra horizontal sobre a linha de terra (LT) que passa pelo Observador (flecha laranja),
• se projete o ponto encontrado no PV (flecha vermelha),
• e se una esse ponto à projeção da haste sobre PV (flecha berilo).
Para deduzir a altura do Sol naquele lugar e momento, é
necessário que:
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Segmento de foto da Base Aerofotogrametria e Projetos S.A., de 2000, região do Brooklin, em São Paulo.
COMO INCLUIR A INSOLAÇÃO NO PROJETO ARQUITETÔNICO?
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A determinação das sombras de um edifício ou de um conjunto de edifícios se faz repetindo os procedimentos de projeção da haste dos slides anteriores. Cada aresta de cada edifício é considerada uma haste (vermelha). Suas projeções em PV e PH (azul) correspondem aos limites das sombras. O azimute e a altura solar são obtidos da Carta Solar daquela latitude. O ângulo azimutal é aplicado diretamente à PLANTA (PH)... e... ... a determinação do ângulo das arestas em
PV, para o CORTE, é feita pelo processo inverso dos slides anteriores :
flecha vermelha >> flecha laranja >> flecha berilo) >>> linha azul em PV.
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Segmento de foto da Base Aerofotogrametria e Projetos S.A., de 2000, região do Brooklin, em São Paulo.
1º passo: Alinhar N-S da planta com N-S da Carta Solar girando o desenho ou...
EXEMPLO 1 – Sombra projetada sobre PH
ELEVAÇÃO PLANTA
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1º passo: Alinhar N-S da planta com N-S da Carta Solar girando o desenho ou...girando a Carta Solar.
EXEMPLO 1 – Sombra projetada sobre PH
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4 FROTA, 2004:93
EXEMPLO 2 – Sombra projetada sobre PH e PV
Azimute e altura do Sol obtidas na Carta Solar
daquela latitude.
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B A
C B
PLANTA
ELEVAÇÃO
PLANTA
NORTE
ELEVAÇÃO
3º passo: Transferir a altura solar (ângulo berilo) para PV, a partir do topo da aresta de referência.
2º passo: Transferir o azimute (ângulo verde) para PH. Sombra em PH (linha verde) = azimute + 180°
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4 FROTA, 2004:93
EXEMPLO 2 – Sombra projetada sobre PH e PV
Azimute e altura do Sol obtidas na Carta Solar
daquela latitude.
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C
B A
C B
PLANTA
ELEVAÇÃO
PLANTA
NORTE
ELEVAÇÃO 4º passo: Rebater a altura solar em PV para a linha de sombra em PH. Ficam, assim, definidos: •o comprimento da sombra em PH (linha verde) e •a inclinação da projeção da sombra em PV (linha azul).
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Projeções da sombra do edifício A.
Complementação da autora sobre desenhos de FROTA, 2004:94
EXEMPLO 2 – Sombra projetada sobre PH e PV
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Projeções da sombra do edifício B.
Complementação da autora sobre desenhos de FROTA, 2004:94
EXEMPLO 2 – Sombra projetada sobre PH e PV
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Complementação da autora sobre desenhos de FROTA, 2004:94
Sobreposição das projeções dos edifícios A e B e de suas
respectivas sombras
EXEMPLO 2 – Sombra projetada sobre PH e PV
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FROTA, 2004:93-94
Introdução do edifício C (gama) e de sua respectiva
sombra
Sobreposição das projeções dos edifícios A e B e de suas respectivas
sombras (slide anterior)
EXEMPLO 2 – Sombra projetada sobre PH e PV
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Alterações sobre os desenhos de FROTA, 2004:95
Sombras completas (slides anteriores)
Sombras completas mas com o edifício gama mais alto do que antes.
EXEMPLO 2 – Sombra projetada sobre PH e PV
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8 h
16 h
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100°
260°
Alterações sobre desenhos de FROTA, 2004:96
meridiano das 16 h
meridiano das 8 h
EXEMPLO 3 – Latitude 24°S no solstício de verão
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Esse mesmo raciocínio é utilizado na determinação da insolação de áreas internas.
CARVALHO, 1970:41
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CARVALHO, Benjamin de A. Carvalho. Técnica da Orientação dos Edifícios. Rio de Janeiro: Ao Livro Técnico, 1970.
FROTA, Anésia Barros. Geometria da Insolação. São Paulo: Geros, 2004. JOHN, Vanderley M. Desafios da Construção Sustentável. Manual Selo Casa Azul: Boas práticas para a habitação mais sustentável. Caixa Econômica Federal. São Paulo: Páginas e Letras, 2010. http://www.fau.ufrj.br/apostilas/conforto/AMB20061CD3003.pdf http://trekkingbrasil.com/orientacao-com-bussola-e-mapa-parte-4-final http://www.ufrgs.br/labcon/aulas_2009-1/Aula7_GeometriaSolar.pdf
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EXERCÍCIOS PARA CASA (TRAZER RESOLVIDOS EM 11/10/2013)
1- Desenhe a sombra do edifício a seguir em PH e PV, nas seguintes situações:
a) Latitude 40°N, no solstício de inverno, às 8 horas e ao meio-dia.
b) Latitude 24°S, no solstício de inverno, às 8 horas e ao meio-dia.
c) Latitude 40°N, no solstício de verão, às 11 horas e às 14 horas.
d) Latitude 24°S, no solstício de verão, às 11 horas e às 14 horas.
Veja adiante as Cartas Solares dessas latitudes.
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EXERCÍCIOS PARA CASA (TRAZER RESOLVIDOS EM 11/10/2013)
2- Desenhe a sombra do edifício a seguir em PH e PV, nas seguintes situações:
a) Latitude 40°N, no solstício de inverno, às 8 horas e ao meio-dia.
b) Latitude 24°S, no solstício de inverno, às 8 horas e ao meio-dia.
c) Latitude 40°N, no solstício de verão, às 11 horas e às 14 horas.
d) Latitude 24°S, no solstício de verão, às 11 horas e às 14 horas.
E se o Norte estiver justamente a 180° do caso anterior?
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EXERCÍCIOS PARA CASA (TRAZER RESOLVIDOS EM 11/10/2013)
3- Desenhe a sombra do edifício a seguir em PH e PV, nas seguintes situações:
a) Latitude 40°N, no solstício de inverno, às 8 horas e ao meio-dia.
b) Latitude 24°S, no solstício de inverno, às 8 horas e ao meio-dia.
c) Latitude 40°N, no solstício de verão, às 11 horas e às 14 horas.
d) Latitude 24°S, no solstício de verão, às 11 horas e às 14 horas.
E se o Norte estiver a 90° do edifício?
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Carta Solar – latitude 40°N