AVALIAÇÃO DO NÍVEL DE ILUMINAÇÃO EM SALAS DE

AULA DO CAMPUS PELOTAS VISCONDE DA GRAÇA

RITTER, Viviane Mülech¹; PEGLOW, Jaqueline da Silva²;

CORRÊA, Celina Maria Britto³

¹Mestranda do Programa de Pós-Graduação em Arquitetura e Urbanismo - PROGRAU, Faculdade de Arquitetura e Urbanismo, Universidade Federal de Pelotas -

vivianeritter@yahoo.com.br;

²Mestranda do Programa de Pós-Graduação em Arquitetura e Urbanismo - PROGRAU, Faculdade de Arquitetura e Urbanismo, Universidade Federal de Pelotas -

jaquelinepeglow@gmail.com;

³Dra. Professora do Programa de Pós-Graduação em Arquitetura e Urbanismo – PROGRAU, Faculdade de Arquitetura e Urbanismo Universidade Federal de Pelotas -

celinab.sul@terra.com.br

RESUMO

Este trabalho apresenta um estudo sobre o nível de iluminação e como

consequência, o provável conforto lumínico, obtido em duas salas de aula do

Campus Pelotas Visconde da Graça – IFSUL, avaliadas em dias próximos ao

solstício de verão, comparando-se duas tipologias utilizadas naquele ambiente

escolar, uma característica da década de 20 e outra da década atual. O método

utilizado na obtenção dos resultados partiu da escolha das salas de aula mais

representativas de ambos os períodos, salas com proporções aproximadas e

apresentando ambas, janelas em paredes opostas. Com base na NBR 15.215-

4 (ABNT,2004) definiu-se o número e a posição dos pontos de medição, e as

avaliações foram realizadas com o auxílio de luxímetros. Através dos dados

obtidos, constatou-se que a sala de aula da década atual apresenta melhor

resultado no aproveitamento de luz natural em comparação com a sala da

década de 20; porém, observou-se também a presença de problemas como o

ofuscamento no quadro, propiciado pelo excesso de iluminação em alguns

períodos e a necessidade da utilização de dispositivos de proteção nas janelas.

Em ambas as salas o nível de iluminância (300 lux) recomendado pela NBR

5413 (ABNT,1992), para execução de tarefas foi atingido através da iluminação

natural, salvo em 38,33% dos pontos avaliados, onde se fez necessária a

2

complementação do nível de iluminação requerido, através da iluminação

artificial.

Palavras-chave: Iluminação natural, iluminação em salas de aula, conforto

lumínico.

ABSTRACT

This paper presents a study about illumination level and the probable luminous

comfort obtained in two classrooms at Campus Pelotas Visconde da Graça –

IFSUL. The two classrooms were assessed close to summer solstice by

comparing two types used in that school environment: one that is characteristic

of the 20s and another of the current decade. The method used for obtaining

the results was to choose classrooms which represented both periods, had

similar proportions and also windows on opposite walls. Based on NBR 15.215-

4 (ABNT,2004), number and position of the measuring points were defined.

Assessment was done through using lux meters. With the data obtained, it is

possible to say that the current decade classroom presents better results

regarding use of natural light when compared to the 20s classroom. However,

problems such as blurring on the board due to excessive illumination and need

for protection devices on the windows were observed. In both rooms, the

minimum level of illuminance (300 lux) that is recommended by NBR 5413

(ABNT,1992) for performing tasks was obtained through use of natural light,

except for 38,33% of the points assessed, in which complementing with artificial

light was needed.

Key words: daylighting, daylighting in classrooms, luminous comfort

INTRODUÇÃO

A luz é um importante mecanismo para o desenvolvimento de atividades

diárias. Em uma sala de aula, a iluminação é parte integrante do processo de

ensino e aprendizagem. Alunos e professores necessitam de boas condições

de iluminação para realizarem os seus trabalhos com maior eficiência.

Segundo Kowaltowski (2011), pesquisas em ambientes de ensino, revelaram

que nas salas com grande contribuição de iluminação natural, os discentes

3

apresentaram maior produtividade. Considera-se ainda que quanto melhores

as condições de iluminação em um ambiente de trabalho, melhores serão os

resultados das tarefas a serem executadas e com a vantagem do menor

esforço visual (RENNACKKAMP, 1964).

Estudos realizados em 27 escolas da Rede Estadual de Ensino, construídas a

partir de 1950, na cidade de São Paulo, demonstraram que mais de 55%

destas instituições apresentaram a avaliação da contribuição da iluminação

natural em ambientes de ensino, ótima e/ou satisfatória, e segundo seus

autores, esta condição provavelmente foi favorecida pelo fato da envoltória

estar pintada com cores clara ou medianamente clara (ORSNTEIN; NETO,

1992).

Segundo a NBR 5413 (ABNT, 1992), o nível de iluminância para salas de aula

deve estar compreendido entre 200 lux e 500 lux. Nos estudos de Bertolotti

(2007), o autor cita entre outros, o manual da Lesna (2000) que recomenda a

iluminação natural em escolas, mas não especifica os níveis mínimos de

iluminação para aplicações específicas e tarefas visuais. Em ambientes de

aprendizagem, cada tarefa exige um determinado nível de iluminância, e

geralmente adota-se o nível necessário para a leitura de um texto escrito a

lápis. Também apresenta informações sobre a refletância, onde recomenda

que as paredes próximas às janelas devam apresentar alto nível de refletância

a fim de evitar-se o contraste com as janelas, pois pode ocasionar

ofuscamento, que pode ser evitado impedindo-se a incidência direta de

radiação solar sobre as superfícies das tarefas a serem desenvolvidas, usando-

se como proteção, cortinas, por exemplo. Já os tetos devem ser

preferencialmente da cor branca para refletir a luz para as superfícies

horizontais. E os pisos precisam ser de material opaco com refletância próximo

de 30%.

Em estudo recente, Kowaltowski (2011) revelou os principais problemas em

ambientes escolares com baixos níveis de iluminação. Observou que muitas

salas apresentaram ofuscamento na lousa, em quase todos os horários;

problemas de insolação e alto nível de claridade nas áreas da sala de aula que

estão próximas às janelas. Também constatou que o ofuscamento do quadro,

apresenta como melhor solução o uso de dispositivos de proteção externos às

4

janelas, como o plantio de árvores, toldos de material claro, ou ainda, brise-

soleil móvel na parte externa de aberturas envidraçadas.

O olhar atento às tipologias edificatórias e construtivas da instituição de Ensino

Campus Pelotas Visconde da Graça – IFSUL, localizada na cidade de Pelotas-

RS, revelou a presença de edificações com características arquitetônicas de

diferentes períodos, incentivando o estudo sobre a avaliação dos níveis de

iluminância proporcionado por aberturas características de cada um dos

momentos daquela arquitetura. Na verdade, a preocupação com a importância

do aproveitamento da iluminação natural em ambientes de ensino foi o ponto

de partida para este trabalho.

OBJETIVO

O objetivo deste trabalho é avaliar os níveis de iluminância em duas salas de

aula do Campus Pelotas Visconde da Graça – IFSUL, proporcionada por

aberturas em diferentes tipologias de construção escolar. A primeira sala

apresenta características das construções atuais, enquanto que a segunda,

possui características construtivas usuais na década de 20. Aspira-se verificar

o desempenho em termos de iluminação natural proporcionada pelas janelas

ou elementos de passagem, de cada sala considerada.

METODOLOGIA

A metodologia adotada caracterizou-se como uma avaliação quantitativa com

medições in loco, em data próxima do solstício de verão. Primeiramente

procedeu-se a uma avaliação dos prédios educacionais do Campus Pelotas

Visconde da Graça onde estão localizadas as salas de aula. Escolheu-se como

representativos, dois prédios, definidos em função de sua data de construção.

Uma edificação do ano de 2010, e outra com data de 1923. Em seguida, fez-se

a seleção das salas de aula mais significativas para a avaliação.

O prédio da década atual é denominado de Prédio da Indústria e outro, mais

antigo, de Prédio 63 (figura 1).

5

Figura 1: Vistas externas do Prédio da Indústria (2010) e Prédio 63 (1923).

O Prédio da Indústria apresenta quatro salas de aula, dois banheiros (feminino

e masculino), pequenos depósitos para as salas de aula, um espaço que está

sendo utilizado atualmente como inspetoria e uma circulação coberta (ver

figura 2). Já o Prédio 63 possui quatro salas de aula e outros dois ambientes

que compreendem o setor de Coordenação de Atendimento Estudantil (CAE) e

a Coordenação de Orientação Estudantil (COE) (ver figura 3).

Figura 3: Planta Baixa do Prédio 63.

Sala de aula avaliada

Salas de aula Depósito

Inspetoria Circulação coberta

Banheiros

Salas de aula Sala de aula avaliada CAE e COE

Figura 2: Planta Baixa do Prédio da Indústria.

6

A escolha da sala do Prédio da Indústria deu-se pela presença de janelas em

paredes opostas, fato também evidenciado no prédio 63. Já para a seleção da

construção mais antiga, levou-se em consideração a proximidade em

proporções e dimensões das áreas internas. A tabela 1 apresenta as

características físico-espaciais das salas de aula escolhidas para a análise, e a

tabela 2, as características das janelas nessas salas.

Tabela 1: Características físico-espaciais das salas analisadas

Nº e local

da Sala

Dimensões/

Pé-direito

(m)

Área

(m2)

Parede/Cor

(Refletância)

Piso/Cor

(Refletância)

Teto/Cor

(Refletância)

Esquadrias

Tipo/

Material/

Cor

(Refletância)

Sala 02

Prédio da

Indústria

7,93 X 6,05/

2,80

47,95

Alvenaria

rebocada/ Areia

(64,3%)

Piso Cerâmico/

Branco (66%)

Laje rebocada/

Areia

(64,3%)

Porta/ Madeira/

Branco

(88,9%)

Janelas/

alumínio/

natural

(85%)

Sala 14

Prédio 63

9,34 x 6,19/

4,00

57,81

Alvenaria

rebocada /

amarelo escuro

(31,4%) do piso

até 1,24m de

altura e

amarelo claro

(70,7%) até o

teto

piso cimentado/

marrom

avermelhado

(30,4%)

Forro madeira

/marrom

(21,9%)

Porta/ Madeira

/ azul (26,7%)

Janela/ ferro /

marrom

(29,2%)

Tabela 2: Características físicas das janelas localizadas nas salas analisadas

Local

das

janelas

Dimensões (m)

larg x alt /peitoril

Nº de

janela

s

Orientação

solar

Área neta de

vidro (m2) /

Transmitância

Relação área de

janela/área do

piso

Sala 02

Prédio da

Indústria

J1 2,00 x 1,60/0,90

J2 2,50 x 0.80/1,56

2

2

Noroeste

Sudeste

4,40 / 85%

3,12/ 85% 15%

Sala 14

Prédio 63

9,34 x 6,19/

4,00 3

1 Nordeste

2 Sudoeste 7,23 / 85% 13%

7

Figura 4: Janelas na sala 02 do Prédio da Indústria. A primeira (J1) orientada ao noroeste e a

segunda (J2) ao sudeste.

Figura 5: Modelo das janelas da sala 14 do Prédio 63, uma orientada ao nordeste e duas ao

sudoeste.

No dia 21 de dezembro de 2011 foram realizadas as medições na sala de aula

escolhida no Prédio da Indústria e no dia seguinte, na sala 14 do Prédio 63.

Foram utilizados luxímetros LUTRON LX 1108, instrumentos lotados no

Laboratório de Conforto e Eficiência Energética da Faculdade de Arquitetura e

Urbanismo da UFPel (LabCEE). De acordo com o cálculo definido pela NBR

15.215-4 (ABNT,2004), em ambas as salas, internamente marcaram-se 25

pontos para a colocação dos aparelhos, conforme figuras 6 e 7. Em função da

disponibilidade dos equipamentos, utilizaram-se quatro instrumentos

simultaneamente, em ciclos onde um aparelho era posicionado externamente e

três internamente, na altura do plano de trabalho (76 cm). Para as medições,

de leitura instantânea, estabeleceu-se um intervalo de duas horas, iniciado às 8

horas e com término às 18 horas. Quatro pessoas trabalharam no

levantamento de dados, tomando dados de três pontos internos e de um ponto

de medição externo. Embora os dados medidos fossem fornecidos em lux, pelo

equipamento, os resultados obtidos são aqui apresentados em FLD (Fator Luz

8

Diurna), ou seja, a relação entre a iluminação natural num determinado ponto

num plano horizontal interno devido à luz recebida direta ou indiretamente da

abóbada celeste com uma distribuição de luminâncias conhecida, e a

iluminação simultânea num plano horizontal externo produzida pela abóbada

celeste totalmente desobstruída, expressa como uma percentagem (NBR

15.215-1/ABNT,2004).

Figura 6: Marcação dos pontos de medição na sala de aula do Prédio da Indústria.

Figura 7: Marcação dos pontos de medição na sala de aula do Prédio 63.

Além das medições, foram capturadas imagens do céu nos horários das

medições: 8 horas, 10 horas, 12 horas, 14 horas, 16 horas e 18 horas. No dia

9

21, o céu estava claro, com poucas nuvens. No dia seguinte, estava encoberto,

com raros períodos de sol (ver figuras 8 e 9).

Figura 8: Condição do céu no dia da medição (21/12/2011) no Prédio da Indústria.

Figura 9: Condição do céu no dia da medição (22/12/2011) no Prédio 63.

RESULTADOS E DISCUSSÃO

Os dados obtidos nas medições in loco, foram organizados em forma de

diagramas e tabelas para facilitar a sua análise e compreensão, com o intuito

de informar o percentual de contribuição de iluminação natural em cada ponto

em relação ao ponto externo. Os dados obtidos nas medições na sala de aula

do Prédio da Indústria podem ser observados nas figuras 10 e 11. Os dados

relativos ao Prédio 63 podem ser verificados na figura 12 e 13.

Figura 10: FLD às 8 e 10 h para a sala 02 do Prédio da Indústria (esquema gráfico sobre a planta baixa).

10

Figura 11: FLD às 12, 14, 16 e 18 h para a sala 02 do Prédio da Indústria (esquema gráfico sobre a planta baixa).

Figura 12: FLD às 8 e 9 h para a sala 14 do Prédio 63 (esquema gráfico sobre a planta baixa).

11

Durante a medição na sala 02 do Prédio da Indústria, a partir das 14 horas foi

necessário fechar as persianas verticais, cor bege claro, devido à grande

incidência de radiação solar, a fim de recriar uma situação real de uso neste

ambiente, e para impedir que os luxímetros recebessem insolação direta. Desta

forma, a percentagem de contribuição de iluminação natural apresentou

considerável diminuição em relação aos períodos sem a proteção da persiana

(ver tabela 3).

Também verificou-se, na sala do Prédio da Indústria, que os maiores valores

de FLD apareceram às 8 horas e às 10 horas, sendo que os pontos de maior

contribuição P22, P23, P24 e P19, estavam localizados próximos das janelas

de peitoril mais alto. Este resultado deveu-se a incidência solar nas primeiras

horas da manhã na orientação solar das janelas, voltadas ao sudeste.

Outra observação diz respeito aos pontos na região central da sala: P11, P12.

P13, P14 e P15, que contrariando o prognóstico, não apresentaram valores

Figura 13: FLD às 12, 14, 16 e 18 h para a sala 14 do Prédio 63 (esquema gráfico sobre a planta baixa).

12

baixos, e sim médios, de iluminância. Acredita-se que este fato se deu devido

à contribuição de iluminação natural proveniente da reflexão do piso de cor

branca, do teto e paredes de cor areia.

Na sala 14, do prédio 63, os pontos próximos da janela e mais próximos da

parede voltada para a fachada sudoeste, apresentaram pouca contribuição de

iluminação natural, possivelmente devido à altura do peitoril, neste caso,

considerado alto, e a baixa refletância de teto, piso e paredes. Os pontos com

pouca iluminância foram P1, P2, P3, P4, P5 e P21 (ver tabela 04). Já os pontos

próximos à janela na fachada noroeste apresentaram um percentual alto de

iluminação, principalmente pela manhã, quando o sol favorece esta situação.

Da mesma forma, que ocorreu na sala 02 do Prédio da Indústria, observamos

que os pontos centrais apresentaram uma contribuição média quando

relacionados aos valores dos pontos próximos das janelas.

Para as condições do experimento, é importante que seja salientado que a sala

14 do Prédio 63 apresenta o pé-direito alto, igual a 4,00m e teto em madeira de

cor escura; piso cimentado escurecido pelo uso contínuo de cera vermelha, e

paredes com tons de amarelo escuro na parte inferior e amarelo claro na parte

superior à 1,24 m. Acredita-se que os valores inferiores no FLD desta sala se

devem em grande parte, à baixa refletância geral dos materiais de acabamento

e pelas características da construção.

A NBR 5413 (ABNT,1992) recomenda um nível de iluminância de 300 lux para

as salas de aula. Se considerarmos as iluminâncias por classes de tarefas

visuais, a idade dos usuários inferior a 40 anos, a velocidade e precisão

importante da tarefa e a refletância do fundo da tarefa de 30 a 70%, segundo

essa mesma norma, a iluminação para áreas de trabalho para tarefas com

requisitos visuais normais, deve apresentar nível de iluminância em torno dos

300 lux. Em ambas as salas avaliadas o nível de iluminância mínimo

recomendado pela norma foi atingido através da iluminação natural, salvo em

38,33% dos pontos avaliados, onde se fez necessária a complementação do

nível de iluminação requerido, através da iluminação artificial. Dados dos níveis

de iluminância medidos em ambas as salas são apresentados nas tabelas 3 e

4.

13

Tabela 3: Iluminâncias em lux, medidas na sala 02 do Prédio da Indústria

Iluminâncias em lux, medidas na sala 02 do Prédio Indústria

Pontos Horário

8hs 10hs 12hs 14hs 16hs 18hs

P01 881 1037 1073 340 1435 901

P02 1313 1796 2100 2000 2362 792

P03 711 946 1056 560 1906 1323

P04 1390 1768 2045 2787 2286 1392

P05 685 963 1213 1806 1172 909

P06 834 1217 1121 1651 1060 633

P07 1068 1251 1349 1782 1293 790

P08 900 1238 1172 1655 1378 806

P09 1061 1372 1285 1852 1341 713

P10 1074 1226 1186 1617 1772 761

P11 1103 1342 1124 1445 964 653

P12 1136 1463 1067 1523 1119 620

P13 1013 1430 1168 1416 1129 644

P14 1016 1392 1179 1546 1069 608

P15 855 1154 994 1411 997 537

P16 1116 1327 1009 1265 913 492

P17 1448 1770 1297 1379 980 540

P18 1540 1834 1264 1300 1003 590

P19 1631 1701 1295 1355 808 592

P20 1392 1564 1138 1347 721 529

P21 1366 1587 1007 1197 652 426

P22 1760 1888 1354 1364 893 503

P23 1630 1813 1242 1278 900 526

P24 1558 1612 1374 1387 897 522

P25 1150 1364 1091 1225 794 487

Iluminâncias em lux, medidas na sala 14 do Prédio 63

Pontos Horário

8hs 10hs 12hs 14hs 16hs 18hs

P01 64,9 87,1 141,5 136,6 52,1 85,8

P02 76,4 107,1 167,7 167,3 55,3 104,9

P03 82,3 90,6 116,5 121,2 46,3 69,9

P04 140,5 143,7 216,4 220,8 79,4 118,2

P05 150,3 178,9 260,6 271,8 103,7 148,5

P06 200 135,1 203,4 196,8 91,5 129,3

P07 182,7 148,4 248,2 244,3 97,5 156,6

P08 172,5 137,2 205,9 197,6 66,9 111

P09 143,7 115,6 159,3 154,2 56,4 103,3

P10 146,6 113,4 164 159 56,1 105,3

P11 150,3 92,9 133,4 131 49,9 51,3

P12 168,2 100,4 142,3 136,3 54,8 59

P13 195,3 144 201,9 182,7 67,7 71,3

P14 211,6 167,5 251,9 221,4 76,1 84,2

P15 252,3 156,6 230,1 200,6 80,9 924

P16 652 572 567 490 183,8 141,8

P17 533 524 554 491 178 122,4

P18 318 237 330,2 340,1 135,6 103,8

P19 203,5 160 235 221,8 78,7 73,2

P20 200 107,7 179,3 167,1 53,5 49,7

P21 175,7 57,3 57,3 71,8 25,37 26,51

P22 242,2 92,7 177 156 50,5 47,3

P23 500 302,4 780 668 219,9 174,1

P24 1284 992 1569 1295 479 459

P25 1988 652 926 847 288,9 344,1

Tabela 4: Iluminâncias em lux, medidas na sala 14 do Prédio 63

14

CONCLUSÃO

Na comparação entre o desempenho lumínico das duas salas de aula

avaliadas, conclui-se que, com base nos resultados apresentados, a sala 02 do

Prédio da Indústria, representante da tipologia construtiva atual, apresenta

maior nível de iluminação e maior eficiência com relação ao aproveitamento da

luz natural. Entretanto, apresenta também, alguns problemas de ofuscamento,

fator amenizado pelo uso de persianas, nos momentos críticos. Já se

constatou, inclusive em trabalhos anteriores, a necessidade de dispositivos de

proteção para redução do ofuscamento e ganhos térmicos provenientes das

aberturas. Quanto maiores as aberturas, maior a contribuição de luz natural,

entretanto, também maiores poderão ser os problemas de ofuscamento,

ganhos e perdas térmicas. No presente estudo, não foi diferente.

Na sala de aula localizada na construção mais antiga, verificou-se que o peitoril

alto das janelas, talvez intencional para evitar a distração dos alunos na época

da construção (década de 20), acabou por reduzir a contribuição de luz natural

nos pontos próximos às paredes. A baixa refletância do local representada pelo

teto, piso e paredes de cores escuras, sem dúvida, não favoreceram a boa

distribuição de luz naquele ambiente escolar.

Em ambas as salas estudadas o nível de iluminância (300 lux) recomendado

pela NBR 5413 (ABNT,1992), para execução de tarefas foi atingido através da

iluminação natural, salvo em 38,33% dos pontos avaliados, onde se fez

necessária a complementação do nível de iluminação requerido, através da

iluminação artificial.

Em uma análise geral, percebe-se uma maior preocupação com as questões

ambientais nos projetos da atualidade, visto que na medida em que se

potencializa o uso da iluminação natural se reduz o consumo de energia

contribuindo com a conservação dos recursos naturais e diminuindo-se

também os gastos de dinheiro público, como no caso em questão, por tratar-se

de edifício educacional público. O máximo aproveitamento da iluminação

natural demonstra ser o melhor caminho a ser seguido para se alcançar o

conforto visual do usuário, propiciado pela necessária e correta iluminância

requerida para a acuidade visual no desenvolvimento das tarefas, que

15

consequentemente aumentam o bem estar e a produtividade dos espaços

educacionais destinados à aprendizagem.

REFERÊNCIAS

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de Interiores. Rio de Janeiro: 1992.

______. NBR 15.215-4: Iluminação natural – Parte 4: Verificação experimental

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de Janeiro, 2004.

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2007. Dissertação (Mestrado), Universidade de São Paulo, São Paulo, 2007.

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