MON - Desempenho da Luz Natural em Edifício Público Escolar em Vitória-ES - SANTOS - 2009

UNIVERSIDADE CASTELO BRANCO

Laila Souza Santos

DESEMPENHO DA LUZ NATURAL EM EDIFÍCIO

PÚBLICO ESCOLAR EM VITÓRIA – ES

Vitória

Junho de 2009.

2

Laila Souza Santos

DESEMPENHO DA LUZ NATURAL EM EDIFÍCIO

PÚBLICO ESCOLAR EM VITÓRIA – ES

Monografia entregue ao curso de Pós

Graduação em Projetos Luminotécnicos da

Universidade Castelo Branco, como requisito

parcial à obtenção do título de Especialista

em Projetos Luminotécnicos.

Orientação: Profa. Dra. Cláudia N. D. Amorim

Vitória

Junho de 2009.

3

Àqueles que ensinam, àqueles que aprendem e

àqueles que também projetam...

4

À arquiteta Ângela Maria Pandolfi e ao corpo de funcionárias da Escola

Irmã Maria Horta pela atenção e disponibilidade em ajudar;

À arquiteta Brunella Amblard pelas informações prestadas;

À Profa. Orientadora Cláudia Amorim pela experiência compartilhada

e pela segurança com que transmite as informações.

Meus sinceros agradecimentos a todos que contribuíram ou

facilitaram de alguma maneira o desenvolvimento deste trabalho.

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RESUMO

O trabalho vem responder a importantes questões referentes à

iluminação arquitetônica. De um lado, há a necessidade de oferecer

ambientes escolares mais adaptados ao clima, com o adequado conforto

luminoso nas salas de aula. De outro, o grande potencial de economia

energética representada pelo uso da luz natural nas edificações, em

conformidade com os preceitos de sustentabilidade. A pesquisa consiste

em analisar o nível de conforto luminoso nas escolas públicas do Espírito

Santo, por meio de um estudo de caso representativo da Escola Irmã

Maria Horta. Para isso, os conceitos de conforto luminoso são

apresentados e a seguir, instrumentos e métodos de análise por meio dos

quais é avaliado o edifício escolar: o Diagrama Morfológico, as cartas

solares e as máscaras de sombra, e simulações computacionais com o uso

do software Dialux. O estudo leva a uma proposta de correção dos efeitos

indesejáveis da luz natural existentes nas salas de aula, no intuito de

oferecer conforto luminoso e reduzir o uso da iluminação artificial durante

o dia.

Palavras-chave: iluminação natural, conforto luminoso, simulação

computacional, arquitetura escolar, escolas sustentáveis.

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ABSTRACT

This paper addresses important issues in architectural lighting. On

one hand, there is the need of offering more adapted school environments

according the climate, with the appropriate luminous comfort in the

classrooms. On the other hand, there is a great potential to save energy

with the use of daylight in edifices, according to the precepts of

sustainability. This research consists of an analysis of the luminous

comfort in public schools in Espírito Santo State, Brazil, through a

representative case study at Irma Maria Horta School. Thus, the concepts

on luminous comfort are presented and then the tools and methods of

evaluation through which the school building is analysed: the

morphological diagram, the Sun path diagram and the shadow masks, and

computer simulations with the use of Dialux software. Finally, these lead

to a proposition that will correct the current undesirable effects of daylight

in the classrooms, in order to give luminous comfort and reduce the use of

artificial lighting in the daytime.

Keywords: daylight, luminous comfort, computer simulations, school

building design, sustainable schools.

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LISTA DE FIGURAS Figura 2.1 Diagrama Solar da latitude 20°Sul (p. 20)

Figura 2.2 Distribuição da iluminação fornecida por abertura horizontal junto ao piso

(p.27)

Figura 2.3 Distribuição da iluminação fornecida por abertura horizontal centralizada

(p.27)

Figura 2.4 Distribuição da iluminação fornecida por abertura horizontal junto ao teto

(p.27)

Figura 2.5 Distribuição da iluminação unilateral centralizada (p.28)

Figura 2.6 Distribuição da iluminação bilateral centralizadas (p.28)

Figura 2.7 Distribuição da iluminação unilateral alta (p.28)

Figura 2.8 Distribuição da iluminação bilateral alta (p.28)

Figura 2.9 Iluminação Zenital Estação da Luz, São Paulo. (p.29)

Figura 2.10 Cúpula do Centro Cultural Banco do Brasil, RJ. (p.30)

Figura 2.11 World Trade Center, Nova Iorque (p.30)

Figura 2.12 Prateleira de Luz. (p.31)

Figura 2.13 Associação Brasileira de Imprensa, Rio de Janeiro. (p.32)

Figura 2.14 MEC, Rio de Janeiro. (p.32)

Figura 2.15 Balcões como elementos sombreadores em edifício residencial, Rio de

janeiro (p.32)

Figura 2.16 Obstrução gerada por elementos externos (p.34)

Figura 2.17 Representação da obstrução em máscara de sombra (p.34)

Figura 4.1 Porção de céu visível em fachadas noroeste (p.39)

Figura 4.2 Porção de céu visível em fachadas sudeste (p.39)

Figura 4.3 Máscara de sombra da Sala 06. Orientação Noroeste (p.49)

Figura 4.4 Máscara de sombra da Sala 06. Orientação Sudeste (p.49)

Figura 4.5 Máscara de sombra da Sala 09. Orientação Noroeste (p.50)

Figura 4.6 Máscara de sombra da Sala 09. Orientação Sudeste(p.50)

Figura 4.7 Simulação da Sala 06, condição A, dia 21 Dez às 9h (p.53)


Figura 4.9 Simulação da Sala 06, condição A, dia 21 Jun às 9h (p.53)


Figura 4.11 Simulação da Sala 06, condição B, dia 21 Jun às 9h (p.55)


Figura 4.13 Simulação da Sala 06, condição B, dia 21 Dez às 9h (p.55)

Figura 4.14 Representação das luminâncias em cores falsas. Sala 06, condição B, 21 de

Dez às 9h (p.55)

8

Figura 4.15 Brises Horizontais e Verticais propostos para as janelas da Sala 06 (p.56)

Figura 4.16 Interior da sala 06 com a nova abertura à direita (p.56)

Figura 4.17 Simulação da distribuição das iluminâncias na sala 06, condição C, dia 21

Dez às 9h (p.58)


Jun às 9h (p.58)


Dez às 12h (p.58)


Jun às 12h (p.58)


Dez às 15h (p.58)


Jun às 15h (p.58)






Figura 4.28 Representação das luminâncias em cores falsas. Sala 09, condição B, 21 de

Jun às 15h (p.61)

Figura 4.29 Simulação da distribuição das iluminâncias na sala 09, condição B, dia 21

Dez às 9h (p.62 e 63)

Figura 4.30 Simulação da distribuição das iluminâncias na sala 09, condição B, dia 21

Jun às 15h (p. 62 e 64)

Figura 4.31 Brises horizontais propostos para as janelas da sala 09 (p.62)

Figura 4.32 Brises horizontais propostos para as janelas da sala 09 (p.62)


Dez às 9h (p.63)


Jun às 15h (p.64)

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LISTA DE FOTOGRAFIAS

Fotografia 4.1 Corredor de acesso às salas de aula no 1° pavimento (p.45)

Fotografia 4.2 Corredor de acesso às salas de aula no 2° pavimento (p.45)

Fotografia 4.3 Vegetação da fachada (p.45)

Fotografia 4.4 Cobertura da quadra sombreando as janelas das salas do 1° pavimento

(p.45)

Fotografia 4.5 Vegetação do pátio e janelas de abrir voltadas para o corredor de acesso

às salas do 2° pavimento (p.46)

Fotografia 4.6 Janelas pivotantes “transformadas” em prateleiras de luz nas salas do 2°

pavimento (p.47)

Fotografia 4.7 Fachada da escola (p. 47)

Fotografia 4.8 Vista geral do pátio Interno (p.47)

Fotografia 4.9 “Prateleira de luz” direcionando a luz para o interior (p.48)

Fotografia 4.10 “Prateleira de luz” direcionando a luz para o interior (p.48)

10

LISTA DE QUADROS Quadro 2.1 Iluminâncias recomendáveis para interiores (p.22)

Quadro 2.2 Recomendações para Distribuição da Luz Natural (p.22)

Quadro 2.3 Intervalos recomendados de Iluminâncias em salas de aula (p.23)

Quadro 2.4 Luminâncias x Iluminâncias (p.23)

Quadro 2.5 Avaliação dos Contrastes (p.24)

Quadro 4.1 Dados climáticos da cidade de Vitória (p.38)

Quadro 4.2 Escala de cores e valores para os níveis de iluminância e índice de

diversidade (p.51)

Quadro 4.3 Resumo das iluminâncias da Sala 06, condição A (p.52)

Quadro 4.4 Resumo das iluminâncias da Sala 06, condição B. (p.54)

Quadro 4.5 Resumo das iluminâncias da Sala 06, condição C. (p.57)

Quadro 4.6 Resumo das iluminâncias da Sala 09, condição A (p.59)

Quadro 4.7 Resumo das iluminâncias da Sala 09, condição B. (p.60)

Quadro 4.8 Resumo das iluminâncias da Sala 09, condição C. (p.63)

11

SUMÁRIO

CAPÍTULO I: INTRODUÇÃO ...................................................................13

1.1 Objetivos Gerais e Específicos ...............................................14

1.2 Justificativa ...........................................................................14

CAPÍTULO II: REVISÃO BIBLIOGRÁFICA ..............................................17

2.1 Luz.........................................................................................17

2.1.1 Luz Natural .......................................................................17

2.1.2 Trajetória Solar .................................................................19

2.1.3 As Grandezas Fotométricas e Conforto Luminoso....................21

2.2 Estratégias Arquitetônicas para uso da Luz Natural................26

2.2.1 Aberturas Laterais..............................................................26

2.2.1.1 Janelas altas x baixas...................................................27

2.2.1.2 Iluminação Unilateral x bilateral.....................................28

2.2.2 Aberturas Zenitais..............................................................29

2.2.3 Dispositivos de Controle Solar..............................................30

2.2.3.1 Prateleiras de luz.........................................................31

2.2.3.2 Refletores externos......................................................31

2.2.3.3 Varandas e Beirais ......................................................32

2.3 Instrumentos para Análise da Luz Natural em Ambientes

Internos.......................................................................................33

2.3.1 Diagrama Morfológico ........................................................33

2.3.2 Máscaras de Sombra ..........................................................34

2.3.3 Simulações Computacionais.................................................35

CAPÍTULO III: METODOLOGIA ..............................................................36

CAPÍTULO IV: ESTUDO DE CASO............................................................38

4.1 A cidade..................................................................................38

4.2 O entorno...............................................................................38

4.3 O edifício escolar ...................................................................39

4.4 Diagrama Morfológico ............................................................43

4.5 Máscaras de Sombra ..............................................................49

12

4.6 Simulações Computacionais ...................................................50

4.6.1 Sala 06. Condição A ...........................................................52

4.6.2 Sala 06. Condição B ...........................................................54

4.6.3 Sala 06. Condição C ...........................................................56

4.6.4 Sala 09. Condição A ...........................................................59

4.6.5 Sala 09. Condição B ...........................................................60

4.6.6 Sala 09. Condição C ...........................................................62

CAPÍTULO V: RESULTADOS E DISCUSSÃO .............................................65

CAPÍTULO VI: CONCLUSÕES .................................................................66

BIBLIOGRAFIA .....................................................................................67

APÊNDICE A: RESULTADOS SIMULAÇÃO PROPOSTA SALA 06.................69

APÊNDICE B: RESULTADOS SIMULAÇÃO PROPOSTA SALA 09.................81

ANEXO A: CARTA SOLAR LATITUDE 20° SUL..........................................93

ANEXO B: DIAGRAMA MORFOLÓGICO....................................................94

13

CAPÍTULO I: INTRODUÇÃO

Muito se vem discutindo atualmente o modelo educacional vigente

no país e as eventuais mudanças necessárias para se oferecer uma

educação de qualidade. O edifício escolar, como espaço físico de aquisição

do conhecimento, deve também figurar como agente facilitador do

processo de aprendizagem. Ele deve ser o invólucro eficaz que confere,

dentre muitos outros, o conforto luminoso, requisito indispensável às

atividades que ocorrem dentro da sala de aula.

Por outro lado, a utilização da luz natural nos espaços internos

constitui um aspecto para a melhoria tanto da funcionalidade como da

qualidade do ambiente escolar, além de contribuir positivamente para a

economia e o meio ambiente. As discussões ambientais e energéticas

atuais aumentam a demanda por projetos que respondam à necessidade

de se construir com sustentabilidade. Dessa forma, o uso da luz natural _

recurso econômico, inesgotável e abundante em regiões tropicais _ é

fundamental em projetos ambientais com conforto luminoso.

O conforto luminoso, entretanto, nem sempre é alcançado nos

interiores das edificações. Diversos fatores, desde a inadequada

orientação do edifício até a incorreta especificação dos revestimentos,

podem ser apontados como causas ou agravantes do desconforto

luminoso. É preciso conhecer o comportamento da luz natural e os

referenciais de conforto luminoso que precisam ser alcançados para que

se possa projetar conscientemente e usar corretamente as estratégias

arquitetônicas para a luz natural.

Posto isso, o presente trabalho propõe uma avaliação do

desempenho da luz natural, considerando um estudo de caso na escola

estadual Irmã Maria Horta, na região da Praia do Canto, em Vitória–ES.

São apresentados os referenciais teóricos necessários à obtenção do

conforto luminoso, verificados os níveis de iluminação existentes e ao final

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são propostos dispositivos que permitam aperfeiçoar ou otimizar o uso da

luz natural no interior das salas de aula dessa escola.

Conhecer melhor o comportamento da luz natural nos ambientes

internos e estudar a arquitetura do edifício escolar que possibilita ou inibe

o conforto luminoso é fundamental para que os próximos edifícios

escolares contemplem o tema e que os projetistas usem a luz natural de

maneira consciente, melhorando a qualidade do projeto arquitetônico de

edifícios escolares e o conforto luminoso nas salas de aula.

1.1 OBJETIVOS GERAIS E ESPECÍFICOS

O objetivo geral deste trabalho é avaliar as alternativas

arquitetônicas para a melhoria da iluminação natural no ambiente escolar,

e oferecer alguns subsídios para a elaboração de diretrizes para novos

projetos e adaptações a edifícios existentes, através de um estudo de caso

na cidade de Vitória-ES.

Objetivos específicos:

- avaliar o nível de conforto luminoso nas salas de aula do estudo de

caso;

- avaliar as características do projeto arquitetônico no contexto

climático específico de Vitória–ES que favorecem o conforto luminoso em

salas de aula;

- realizar simulações computacionais com elementos arquitetônicos

do estudo de caso _ orientação, dimensões, forma, cores, aberturas,

elementos de proteção _ a fim de indicar algumas estratégias adequadas

ao contexto climático local.

1.2 JUSTIFICATIVA

O olho humano se adapta a uma ampla variação dos níveis de

iluminação e é capaz de enxergar, ainda que desconfortavelmente,

mesmo em ambientes pouco ou excessivamente iluminados. Embora seja

15

a visão permitida nessas situações, Krüger (2006) diz que o grau de

concentração, o comportamento, a produção e a qualidade de aprendizado

de um aluno é função do nível de conforto ambiental e luminoso conferido

pelo espaço.

Para Viana & Gonçalves (2007), em edifícios escolares “a boa

iluminação, juntamente com a boa acústica, conforto térmico e ventilação,

será parâmetro fundamental para o bom aprendizado e rendimento dos

alunos”.

Segundo Lopes (2006), estudos realizados por Baker et al (2000)

indicam que os usuários preferem ambientes iluminados naturalmente e

que, dependendo da intensidade de luz natural disponível, inclusive

chegam a atrasar o acionamento da iluminação artificial complementar.

Os usuários aceitam também níveis de iluminação superiores aos níveis de

iluminação artificial por poder desfrutar da visão do ambiente externo,

observar a passagem do tempo e as variações climáticas ao longo do dia,

o que permite concluir que o homem tem preferência pela luz natural.

Ainda que a luz natural apresente inúmeras vantagens, ela nem

sempre tem sido usada de maneira coerente para atender às necessidades

dos ambientes escolares. (LOPES, 2006). Para a autora, “devido à

padronização e a otimização do tempo na etapa de projeto, muitas escolas

são implantadas sem o correto planejamento (...), o que resulta em

muitas salas deficientes em relação ao conforto visual e térmico.”

Neste trabalho, a Escola Estadual de Ensino Fundamental e Médio

Irmã Maria Horta (EIMH) foi selecionada como estudo de caso para

levantar a problemática do conforto luminoso nas salas de aulas. Além de

funcionar há mais de 68 anos e ser uma das mais antigas escolas

estaduais, a EIMH obteve a melhor colocação no exame do Enem dentre

as escolas da Região Metropolitana em 2006, colocando-a em evidência

nos últimos anos com relação à qualidade do ensino oferecido. Ainda

assim, é importante comentar que a Escola compartilha dificuldades

similares e comuns à maioria das escolas públicas estaduais, quer seja do

ponto de vista de sua estrutura, quer seja da educação oferecida.

16

Deve-se, portanto, admitir que as salas de aula da EIMH não

oferecem o conforto luminoso adequado a seus usuários ao longo do dia e

do ano. Algumas evidências podem ser apontadas como razões para essa

inferência. Algumas delas são vidros pintados de branco em básculas

junto ao teto e a existência de papéis colados nos vidros das janelas. A

adoção dessas práticas sugere que em determinados horários a luz direta

do sol incomoda os usuários, com excesso de iluminação direta,

ofuscamento ou calor.

Visto que a luz natural é das fontes mais eficientes de energia, a

mais econômica, ambientalmente correta, abundante, de melhor

qualidade e a preferida pelo olho humano, é preciso valorizar esse recurso

como forma de conferir conforto e economia às edificações, à luz dos

conceitos de sustentabilidade.

17

CAPÍTULO II: REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

2.1 LUZ

A luz é a manifestação visual da energia. Certos comprimentos de

onda da radiação eletromagnética podem ser captados pela visão, e é

exatamente essa faixa que chamamos de luz.

Segundo a fonte emissora de luz, podemos classificá-las em luz

natural ou luz artificial. (LOPES, 2006). O presente estudo aborda as

questões referentes à luz natural.

2.1.1 LUZ NATURAL

É chamada de luz natural a luz proveniente do sol. O sol libera uma

imensa quantidade de lumens¹ dos quais 134.000lux² alcançam a

atmosfera externa da terra. Parte dessa luz é absorvida, parte é refletida

para o espaço e outra parte, cerca de 60 a 110Klux², chega à superfície

da Terra em forma de feixes paralelos. Essa fração é considerada luz

natural direta. (BLANCO, 2007).

Outra porção de luz proveniente da mesma fonte e representada por

uma série de raios indiretos é retransmitida pela abóbada celeste. A luz

proveniente do céu produz uma iluminação mais suave, não possui

atributos direcionais marcantes e por isso quase não gera sombras. Sua

intensidade é bem menor que a da luz direta do sol, e sua disponibilidade

varia segundo as condições de nebulosidade do céu. (BLANCO, 2007;

LOPES, 2006).

Segundo Blanco, são várias as condições que interferem na

disponibilidade da luz natural:

1. Lumens: unidade de medida de intensidade luminosa.

2. Lux: unidade de medida de iluminância. 1 Klux = 1.000 lux.

18

Latitude: os vários pontos do globo “percebem” o Sol de maneira

diferente e isso varia com a latitude, ou seja, a distância desse ponto à

linha do Equador;

Sazonalidade: em cada um desses pontos a quantidade de luz

varia ciclicamente no decorrer do ano;

Clima: quanto maior a quantidade e a espessura das nuvens,

menos luz do céu chegará à superfície do planeta. Quando o céu se

apresenta encoberto, por exemplo, a iluminação fornecida pela abóbada

celeste representa cerca de 1/10 a 1/15 da iluminação fornecida pela luz

direta do sol;

Qualidade do ar: as espessas massas de ar poluído existentes em

cidades como São Paulo agem como barreiras aos raios luminosos e

prejudicam significativamente a quantidade de luz natural incidente,

podendo ser reduzida a até 60% do total;

Os seguintes fatores também interferem na disponibilidade da luz

natural e são condicionados pelas decisões de projeto urbano e

arquitetônico e portanto são responsabilidade de arquitetos e projetistas:

Horizonte Natural/ Artificial: diz respeito à morfologia urbana e à

proximidade das construções. Em locais muito adensados os raios solares

são obstruídos e a parcela de céu visível é bem mais restrita;

Orientação: a luz natural não está distribuída homogeneamente

pelo céu. Para uma mesma latitude, as direções norte, sul, leste e oeste

“vêem” o sol em diferentes horários, e em determinados períodos do ano,

sendo, portanto fundamental a correta orientação do edifício e das

aberturas para a captação da luz natural.

O Fator de Luz diurna, ou FLD, é uma percentagem da luz natural

que adentra o espaço interior. Ao longo do dia e do ano, por exemplo, a

iluminância no exterior diminui e a iluminância no interior acompanha

essa redução proporcionalmente. As componentes do FLD são: a

componente do céu, a componente refletida externa e a componente

refletida interna.

19

Segundo Bertolotti, uma das principais recomendações de conforto

luminoso para salas de aula é “evitar a radiação solar direta e utilizar a

iluminação difusa, indireta e refletida.”. Para ele, a radiação solar é uma

poderosa fonte de luz, mas também pode causar desconforto térmico e

visual e, portanto devemos “prevenir a entrada de luz direta do sol em

espaços de aprendizagem sensíveis ao ofuscamento”.

2.1.2 TRAJETÓRIA SOLAR

Sabe-se que o planeta descreve anualmente uma trajetória elíptica

ao redor do Sol. Um observador na superfície do globo terá a impressão

de que é o Sol quem está girando em torno da Terra, variando suas

posições ao longo do dia e no ano. Esse efeito é chamado de Movimento

Aparente do Sol. Para um mesmo instante, observadores situados em

diferentes pontos no globo terrestre receberão os raios de Sol em

inclinações também diferentes. (FROTA & SCHIFFER, 2003)

Assim, o Sol aparentemente descreve uma trajetória circular plana

ao redor da Terra, variando de plano todos os dias, e passando pela

mesma trajetória duas vezes por ano. Ele faz sua trajetória mais longa no

verão e a mais curta no inverno e é por isso que os dias de verão são

mais longos. Nos equinócios, 21/3 e 21/09, os dias possuem a mesma

duração. (CORBELLA & YANNAS, 2003)

As cartas ou diagramas solares indicam as trajetórias percorridas

pelo sol no céu durante o ano em dada latitude do globo terrestre. Cada

latitude apresenta um diagrama próprio. Os pontos do globo terrestre

situados a 20° de latitude Sul (latitude aproximada de Vitória),

apresentam a seguinte carta solar representada pela figura abaixo.

20

Figura 2.1: Diagrama Solar da latitude 20°S.

Fonte: FROTA & SCHIFFER

Para esse local especificamente, o diagrama acima permite tirar as

seguintes conclusões:

O solstício de verão têm aproximadamente 13 horas; o

solstício de inverno, 11 horas;

Nos dias 22/11 e 21/01 ao meio-dia o sol estará a pino, ou

seja, a linha formada entre o observador e o Sol coincide com

o zênite;

As fachadas voltadas ao norte recebem a luz direta do sol

durante quase todo o ano; o sul recebe a luz solar nas

primeiras e últimas horas do dia nos meses de verão, sendo a

fachada que recebe a menor quantidade de radiação solar

direta, logo a menor carga térmica.

Dotar de iluminação natural uma edificação localizada nessa latitude

muitas vezes esbarra na questão de conforto térmico e é também por isso

que se faz necessário o conhecimento das cartas solares.

21

2.1.3 GRANDEZAS FOTOMÉTRICAS E CONFORTO LUMINOSO

Fotometria é o ramo da Ciência que trata da medição da luz nos

processos de emissão, propagação e absorção. São nove as grandezas

fotométricas descritas por Vianna & Gonçalves (2007). São elas:

Fluxo energético;

Fluxo luminoso;

Intensidade luminosa;

Iluminância;

Eficiência Luminosa;

Luminância;

Contraste;

Índice de reprodução de cores.

Temperatura de cor;

Dentre elas, três estariam diretamente relacionadas à luz natural: a

iluminância, a luminância e o contraste, conceituados a seguir.

A Iluminância é um conceito que trata da quantidade de luz

recebida por uma superfície. É determinada em lumens por m², ou lux,

que quer dizer a densidade ou fluxo de luz que incide na superfície,

dividida pela sua área.

O olho humano é extremamente adaptável e sensível a luz. Ele é

capaz de captar iluminâncias da ordem de 0,25lux (luz da lua) até

100.000lux (um dia de verão com céu claro). Segundo Souza (2006),

apesar de toda essa adaptabilidade à luz, estudos comprovaram que o

olho humano tem preferência por ambientes iluminados à quantidade

indicada no quadro 2.1.

22

Quadro 2.1: Iluminâncias recomendáveis para interiores.

Fonte: Extraído da apostila Luz Natural na Arquitetura. (SOUZA, 2006)

Vianna & Gonçalves (2007) discorrem sobre o fato de haver

melhoria da visão com o aumento dos níveis de iluminância. Segundo os

autores, essa melhoria não é ilimitada. Existe um ponto, chamado de

ponto de saturação, a partir do qual os acréscimos de iluminação não

trazem melhorias. Esse ponto estaria por volta dos 2000lux.

Souza (2006) complementa que o conforto luminoso não se resume

à quantidade de luz oferecida, mas também se relaciona com

homonegeidade da iluminação, ou seja, o conforto luminoso é obtido em

ambientes onde a relação entre a iluminância máxima e a mínima (índice

de diversidade) é a menor possível, conforme quadro 2.2:

Quadro 2.2: Recomendações para distribuição da Luz Natural.

Fonte: Extraído da apostila Luz Natural na Arquitetura. (SOUZA, 2006)

Por outro lado, a norma brasileira NBR 5413, referente à Iluminância

de Interiores, sugere que o nível de iluminação mínimo dos ambientes

deve ser feito de acordo com o uso a que se destina o ambiente e

classifica-os em três níveis segundo características como idade do usuário,

precisão, duração e velocidade da tarefa. A norma aponta os seguintes

valores para iluminação de salas de aula:

Nível 01 - 200lux; Nível 02 - 300lux; Nível 03 - 500lux

23

Após confrontar a norma com a recomendação de outros autores,

Lopes (2006) considera a seguinte tabela para a classificação dos

intervalos de iluminâncias no ambiente escolar.

Quadro 2.3: Intervalos recomendados de iluminâncias

em salas de aula. Fonte: LOPES (2006)

Segundo a autora, a simples satisfação das iluminâncias mínimas

exigidos pela norma não são suficientes para se obter conforto luminoso.

É necessário evitar os ofuscamentos e os grandes contrastes porque eles

geram desconforto e cansaço visual.

A Luminância é uma grandeza que diz respeito ao brilho, ou seja, a

quantidade de luz que é refletida por uma superfície quando essa recebe a

luz. Sua unidade é a candela por m², ou cd/m². Por se tratar da luz

refletida, a luminância está relacionada com a direção segundo a qual está

posicionada o observador e do coeficiente de reflexão do material, ou

seja, sua textura e cor. Uma mesma iluminância gera diferentes

luminâncias. (BLANCO, 2007. SOUZA, 2006)

Quadro 2.4: Luminâncias x Iluminâncias. Fonte: Extraído

da apostila Luz Natural na Arquitetura. (SOUZA, 2006)

Vianna (2007) compara a iluminância com a luminância e comenta

que a primeira é a parte não visível da luz, é a luz incidente. A Luminância

é a luz visível, refletida. O olho humano é capaz de perceber luminâncias

da ordem de um milionésimo de cd/m² até o limite superior de 1 milhão

de cd/m². Entretanto, segundo Blanco, é recomendado que a iluminância

24

média do entorno de uma tarefa visual esteja entre 1/3 da luminância da

tarefa e a luminância da própria tarefa. Quando as luminâncias são muito

contrastantes, o olho tende a fazer sucessivos ajustes e adaptações,

gerando fadiga visual.

O Contraste é uma grandeza referente à diferença relativa entre a

luminância do objeto e do fundo, expressa pela fórmula: (Lo-Lf)/Lf, em

valor adimensional. Se a luminância do fundo é elevada, a sensibilidade

da retina é menor, ou seja, os detalhes parecem mais escuros. Por isso,

em tarefas como leitura, que requer o reconhecimento dos contornos em

detalhe, acentua-se as letras pretas sobre o papel branco, pois assim o

contraste entre objeto e fundo poderá ser percebido ainda que haja níveis

mais baixos de iluminância. (LOPES, 2006).

Em pleno dia o olho humano é capaz de diferenciar luminâncias de

até 1%, entretanto, em condições onde há baixos níveis de iluminação,

variações de luminâncias da ordem de 10% podem passar despercebidas.

(LAMBERTS, 2004). Segundo o autor, a avaliação do contraste pode ser

feita simplificadamente segundo as seguintes proporções máximas

expressas no quadro abaixo:

Quadro 2.5: Avaliação dos contrastes. Fonte: (LAMBERTS, 2004)

O ofuscamento é uma sensação desconfortável (e não uma

grandeza fotométrica) produzida por uma grande variação de luminâncias.

Quando há ofuscamento, a vista experimenta uma perturbação,

desconforto ou perda temporária da visão, podendo ocorrer devido a dois

efeitos:

Ofuscamento por contraste: Caso a proporção entre as luminâncias

seja maior que 10:1;

25

Ofuscamento por saturação: ocorre quando a luminância média no

campo visual8 excede 25.000cd/m².

Segundo o grau de desconforto, Lamberts (2004) classifica o

ofuscamento em desconfortável, perturbador ou inabilitador. Os dois

primeiros são atribuídos à tendência do olho em se fixar em pontos

brilhantes do campo visual, ainda que não necessariamente impeçam a

realização das tarefas. O ofuscamento inabilitador pode ser bastante

perigoso em certas circunstâncias, impedindo o desenvolvimento da tarefa

visual. Pode ocorrer porque:

há um espalhamento de luz pelo cristalino, encobrindo a

imagem da cena;

o olhos exige um tempo para adaptar-se a uma diferença

de luminâncias;

o cérebro se confunde e continua a ver imagens da fonte de

luz, num processo de adaptação retinal lento, quando em

contato com luz excessiva.

Algumas estratégias citadas por Blanco para evitar o ofuscamento

são:

Colocação de elementos de proteção na fonte de luz;

Proporcionar uma iluminação relativamente uniforme por

todo o ambiente;

Inclinar das superfícies de trabalho onde estão sendo

realizadas as tarefas para fora dos ângulos de reflexão;

Usar acabamento opaco ou fosco nas superfícies de

trabalho, com índices de reflexão entre 35% e 50% (evitar

o uso de mesas com superfície branca ou com refletância

de 85% ou mais)

O ofuscamento também pode ser classificado como direto ou

indireto. No primeiro, o agente causador do ofuscamento é a própria fonte

de luz. O ofuscamento indireto se dá por meio da visualização de uma

superfície excessivamente iluminada.

26

2.2 ESTRATÉGIAS ARQUITETÔNICAS PARA USO DA LUZ NATURAL

2.2.1 ABERTURAS LATERAIS

As aberturas laterais são elementos arquitetônicos tradicionais e de

larga utilização, comumente chamados de janelas. As janelas permitem a

entrada da luz e do vento, além de possibilitar a visão do exterior.

Segundo Lopes (2006), num ambiente pode haver janelas que

servem somente para iluminação e outras que cumprem somente a

função de contato visual com o exterior. Para a autora, deve-se ter o

cuidado ao definir as aberturas de uma sala de aula: a luz natural é

sempre favorável, mas o contato visual com o exterior pode se tornar

fonte de distração para os alunos, influenciando sua concentração.

Para Vianna & Gonçalves (2007), “as aberturas devem ser

controladas a fim de se evitar distrações e dispersões visuais dos alunos.

Isso é conseguido evitando-se o contato visual direto com áreas muito

movimentadas, tanto do exterior, como de partes internas do próprio

edifício.”

Quanto à orientação das aberturas laterais, Amorim (1998) comenta

que, em Brasília (latitude 16° Sul), as fachadas preferenciais para sua

localização são Sul, Norte e Leste. A orientação Oeste não é recomendada

pelo excessivo ganho térmico. Para Vitória (latitude 20°Sul), podemos

considerar as mesmas recomendações devido a pouca representatividade

da variação da latitude dessas cidades.

Segundo Lopes (2006), as aberturas orientadas a norte, nordeste e

noroeste produzem altos níveis de iluminação, com elevados ganhos

térmicos no inverno e médios no verão.

As dimensões, o tipo, a posição e a orientação das aberturas laterais

podem influenciar diretamente a maneira como a luz se distribui no

ambiente interior.

27

2.2.1.1 JANELAS ALTAS X BAIXAS

Segundo Lopes (2006), quando se eleva o peitoril de uma janela,

aumenta-se também a profundidade de penetração da luz, acarretando

uma melhor distribuição no ambiente. As janelas baixas, fora do campo

visual, oferecem uma luz refletida pelo piso para outros pontos do

ambiente. Nessa posição, os níveis de iluminação no plano de trabalho são

bem mais altos próximos à abertura.

Vianna & Gonçalves (2007) comentam que peitoris envidraçados

abaixo do plano de trabalho não contribuem para a iluminação do local e

não são consideradas no cálculo de iluminação natural. Isso

provavelmente se deve ao fato de que a luz que entra por essa porção da

abertura deverá ser refletida pelo piso (com baixos índices de reflexão na

maioria das escolas) e sofrer muitas reflexões até que chegue ao plano de

trabalho, contribuindo para o incremento do ganho térmico sem trazer

benefícios consideráveis para a iluminação.

Por exemplo, em salas de dimensões 5x5m e pé-direito de 3m, uma

mesma abertura em posições diferentes (junto ao piso, centralizada, junto

ao teto) produzem uma iluminação como as indicadas nas imagens abaixo

para um plano de trabalho a 75cm do piso:

Figuras 2.2, 2.3 e 2.4: Distribuição da iluminação fornecida por aberturas horizontais junto ao piso, centralizada e junto ao teto, respectivamente. Fonte: Simulações Dialux.

28

2.2.1.2 ILUMINAÇÃO UNILATERAL X BILATERAL

A distribuição das aberturas num mesmo ambiente também pode

propiciar diferentes formas de distribuição da luz nos interiores. Segundo

Vianna & Gonçalves (2007), ambientes que possuem duas ou mais janelas

são mais bem iluminados do que aqueles com somente uma janela. Essas

aberturas, quando posicionadas em paredes opostas, apresentam

resultados ainda melhores, pois o efeito de uma se soma ao efeito da

outra, aumentando os níveis de iluminância e melhorando a diversidade.

As imagens abaixo indicam a distribuição das iluminâncias num

plano de trabalho a 75cm do piso em uma sala de dimensões 5x5 e pé-

direito de 3m, com igual área total de aberturas.

Figuras 2.5 e 2.6: Distribuição da iluminação unilateral e bilateral,

com aberturas centralizadas de mesma área total. Fonte: Simulações Dialux.

Figuras 2.7 e 2.8: Distribuição da iluminação unilateral e bilateral,

com aberturas altas de mesma área total. Fonte: Simulações Dialux.

29

A situação mais crítica do ponto de vista do conforto luminoso está

representado pela figura 2.5 (abertura unilateral centralizada), com

luminosidade excessiva próxima a abertura e altos índices de diversidade,

o que faz aumentar a probabilidade de ofuscamento por contraste no

interior da sala de aula.

Por outro lado, a situação mais confortável para o conforto luminoso

está representado pela figura 2.8 (aberturas bilaterais altas), onde se

obtém melhorias níveis de iluminação e diversidade, comparativamente.

Essa situação, entretanto, não permite visualização do exterior em

momento algum, visto que a linha de visão dos usuários se encontra

abaixo do peitoril da janela. Soluções intermediárias podem ser obtidas

posicionando-se uma abertura alta e uma centralizada, por exemplo.

2.2.2 ABERTURAS ZENITAIS

Em escolas, a utilização de aberturas zenitais é uma opção para

evitar as distrações geradas pela visualização do exterior através das

aberturas laterais. A iluminação oferecida por aberturas zenitais produzem

distribuições bem mais uniformes que as oferecidas pelas aberturas

laterais. (CORBELLAS & YANNAS, 2003)

Vários são os elementos arquitetônicos que possibilitam o uso da luz

natural zenital. Vianna & Gonçalves (2007) listam os sheds, os lanternins,

os tetos de dupla inclinação, domus, clarabóias, cúpulas e etc.

Figura 2.9: Iluminação Zenital Estação da Luz, São Paulo.

Fonte: Site da Prefeitura de São Paulo.

30

Nas regiões tropicais, entretanto, aberturas zenitais envidraçadas

podem representar problemas pelo aumento nos ganhos de carga térmica

e desconforto causado por ofuscamento e contrastes. Nessas regiões, as

aberturas zenitais devem ser compatíveis com as necessidades de

iluminação natural e dotadas de dispositivos que controlem a entrada da

radiação direta do sol. (CORBELLAS & YANNAS, 2003).

Figura 2.10: Cúpula do Centro Cultural Banco do Brasil, RJ.

Figura 2.11: World Trade Center, Nova Iorque. Fonte: Vianna & Gonçalves (2007)

2.2.3 DISPOSITIVOS DE CONTROLE SOLAR

Tanto aberturas laterais quanto zenitais podem permitir a entrada

indesejável da radiação direta do sol, por isso é necessário o uso de

dispositivos que controlem a passagem dessa luz. Segundo a Amorim

(1998), essa proteção pode ser feita interna ou externamente, sendo

preferíveis os dispositivos externos, devido à sua maior eficiência.

Dentre os inúmeros dispositivos de controle da entrada da luz solar

citados por Vianna & Gonçalves (2007) estão os pátios internos, o átrio, o

shed, o duto de luz, os vidros reflexivos, os refletores internos e etc,

entretanto alguns exemplos mais significativos para esse trabalho serão

comentados adiante. São eles: as prateleiras de luz, os brises e as

varandas e beirais.

31

2.2.3.1 PRATELEIRAS DE LUZ

As prateleiras de luz, também chamadas de bandejas de luz, são

elementos planos horizontais posicionados junto às aberturas, a certa

altura do piso de modo a direcionar a luz que vem do exterior para o

interior, fazendo-a refletir primeiro no teto e depois em outras direções.

Figura 2.12: Prateleira de Luz. Fonte: Vianna & Gonçalves (2007)

Quando corretamente projetadas, elas diminuem os níveis de

iluminação próximos à abertura, e direcionam a luz em profundidade no

ambiente, melhorando a distribuição da luz no seu interior.

2.2.3.2 BRISES

Os brises são lâminas paralelas posicionadas junto às aberturas

comumente utilizadas para controlar a entrada de luz direta do sol nos

ambientes interiores. Segundo Vianna & Gonçalves (2007), são os mais

eficientes quanto à redução da radiação direta das ondas de calor, na

medida em que impedem o contato dos raios diretos do sol com a

superfície transparente da janela. Os brises podem ser verticais,

horizontais, combinados, fixos ou reguláveis.

Quanto ao uso de brises em edifícios escolares, Bertolotti ( comenta

que os brises reguláveis manuais ou eletrônicos devem “ser de fácil

manutenção e acesso aos professores para que controlem a iluminação

interna conforme a variação externa.”

32

Figura 2.13: Associação Brasileira de Imprensa, Rio de Janeiro.

Figura 2.14: MEC, Rio de Janeiro. Fonte: Vianna & Gonçalves (2007)

2.2.3.3 VARANDAS E BEIRAIS

Amorim (1998) afirma que “varandas e beirais são muito úteis como

controle da radiação solar e proteção contra chuvas.” Seu projeto e

dimensões devem ter os cuidados necessários para atender à necessidade

de proteção das aberturas e essa definição pode ser auxiliada pela carta

solar.

Figura 2.15: Balcões como elementos sombreadores em edifício residencial, Rio de janeiro. Fonte: Vianna & Gonçalves (2007)

33

2.3 INSTRUMENTOS PARA ANÁLISE DA LUZ NATURAL EM

AMBIENTES INTERNOS

Apresentam-se a seguir alguns instrumento e métodos que podem

auxiliar na avaliação do desempenho da luz natural no ambiente

construído. São eles:

Diagrama Morfológico

Máscaras de Sombra

Simulação Computacional

2.3.1 DIAGRAMA MORFOLÓGICO

Segundo Amorim (2007), o diagrama morfológico surgiu como um

aprimoramento do diagrama tipológico apresentado por Baker et al (1993)

e foi desenvolvido pela autora para as necessidades brasileiras de conforto

ambiental e eficiência energética.

O diagrama é um sistema de classificação e análise de obras

arquitetônicas que serve para avaliar suas estratégicas de conforto

térmico, uso de luz natural e eficiência energética em suas várias escalas,

desde o urbano, até os ambientes do interior da edificação. Cada aspecto

da obra é analisado separadamente, de maneira que possa ser avaliado

com relação ao clima local, a posição no globo terrestre, a insolação, a

radiação solar, a luz natural e outros.

Dentre outras aplicações, o diagrama pode ser utilizado como forma

de catalogar obras arquitetônicas que trabalham bem o conforto

ambiental, auxiliando o projetista enquanto oferece um repertório de boas

soluções arquitetônicas para os problemas referentes à iluminação

natural, por exemplo.

Neste estudo, o diagrama será utilizado para que os elementos e

recursos arquitetônicos utilizados no projeto da Escola Irmã Maria Horta

possam ser classificados como adequados ou passíveis de modificação ou

otimização, sistematizando a avaliação do projeto nos níveis global e

detalhado.

34

O diagrama morfológico proposto por Amorim encontra-se

integralmente no anexo B.

2.3.2 MÁSCARAS DE SOMBRA

Segundo Corbella & Yannas (2003), os diagramas solares podem

proporcionar a visualização dos horários em que há obstrução solar

definida pela vizinhança, que devem ser calculadas e marcadas nesses

diagramas, constituindo assim as máscaras de sombra. As máscaras de

sombra indicam os pontos da abóbada celeste que não podem ser vistos

porque existem elementos no entorno que escondem o céu.

Frota & Schiffer (2003) discorrem sobre o funcionamento das

máscaras de sombra e indicam que a utilização desse instrumento na

representação da porção de céu visível por uma abertura permite analisar

os dias e horários do ano em que essa abertura receberá a luz direta do

sol ou a luz proveniente da abóbada celeste.

Figura 2.16: Obstrução gerada por elementos externos.

Figura 2.17: Representação da obstrução em máscara de sombra sobre trajetórias. Fonte: CORBELLA & YANNAS, 2003.

A não visualização da abóbada celeste pelas edificações vizinhas

pode ser indesejável em determinados horários e períodos do ano, pois ao

reduzir-se a porção de céu visível, reduz-se também a quantidade de luz

no plano de trabalho dos alunos, podendo eventualmente se tornar

insuficiente.

Além de fornecer iluminação, a luz natural propicia também ganho

térmico _ como as demais fontes de luz _ e por isso deve-se considerar

não exclusivamente os aspectos visuais, mas também o desconforto

35

causado pelo excesso de carga térmica que as superfícies livres ou

envidraçadas podem oferecer.

2.3.3 SIMULAÇÕES COMPUTACIONAIS

Amorim & Lancelle (2007) indicam várias razões para o uso da

simulação computacional da iluminação, dentre elas a possibilidade de se

trabalhar tanto com projetos quanto com edificações pré-existentes e

fazer análises sem a necessidade de se construir protótipos ou realizar

medições in loco.

A respeito do comportamento da luz natural no interior de

ambientes, com entrada de dados como latitude, orientação solar,

geometria e dimensões do espaço e suas aberturas, obstruções do

entorno, índice de reflexão dos materiais de revestimento, é possível

simular, por exemplo, os níveis de iluminação que se obtém em

determinado dia e horário no ano, sendo, portanto uma poderosa

ferramenta e um importante aliado na avaliação do desempenho da

iluminação natural no interior das edificações.

Dentre as muitas ferramentas computacionais existentes (AMORIM

& LANCELLE, 2007), o Dialux é uma ferramenta de simulação

computacional que possibilita o desenho e a modelagem ambientes

internos e externos a fim de reproduzir as situações reais e permitir

leituras relativas às condições dos sistemas artificiais e naturais de

iluminação existentes ou projetados. Assim como no Desktop Radiance,

essa reprodução permite verificar a eficiência dos sistemas de iluminação,

o comportamento da luz natural, os níveis de iluminância nas superfícies,

os contrastes no ambiente, dentre outros. (KRÜGER, 2006)

36

CAPÍTULO III: METODOLOGIA

Esse capítulo descreve os procedimentos adotados no trabalho para

análise das condições de conforto luminoso existentes em edifícios

públicos escolares do Espírito Santo.

Em primeira instância, é feita uma revisão bibliográfica dos

princípios de iluminação natural que subsidiam o estudo do

comportamento da luz natural e das condições de conforto luminoso, além

da conceituação de alguns termos necessários à compreensão do trabalho,

como por exemplo, algumas grandezas fotométricas. São também

estabelecidos os níveis de referência a partir dos quais são avaliados os

resultados.

Como estudo de caso é escolhida a Escola Estadual de Ensino

Fundamental e Médio Irmã Maria Horta, localizada no bairro Praia do

Canto, em Vitória – ES pela sua representatividade na sociedade capixaba

enquanto escola estadual pública que oferece ensino de qualidade.

Em seguida, é feita uma coleta de dados como plantas baixas e de

situação, fotos, modelos explicativos, sistema construtivo, orientação do

edifício, características do entorno e etc., que auxiliem a avaliação do

edifício escolar e suas relações com a luz natural, utilizando os métodos e

instrumentos de análise a seguir:

Diagrama Morfológico: O edifício é analisado em seus vários

aspectos pelo diagrama morfológico, desde a escala do espaço urbano ao

ambiente interno, permitindo a classificação das estratégias de conforto e

iluminação utilizadas pela arquitetura. O uso desse instrumento facilita a

indicação das estratégias e/ou elementos arquitetônicos utilizados no

edifício que se relacionam com a obtenção ou não do conforto luminoso,

além de fornecer dados para a escolha das salas de aula a serem

simuladas.

Cartas Solares e Máscaras de Sombra dos elementos de

proteção: As cartas solares das fachadas e as máscaras de sombra

permitem determinar os períodos em que a radiação solar atinge

37

diretamente as aberturas, e quando há maior probabilidade de haver

carência ou excesso de iluminação. As máscaras de sombra também

permitem indicar os prováveis momentos em que se obtém um conforto

luminoso adequado com uso exclusivo de luz natural, os momentos em

que será necessário o acionamento de iluminação artificial complementar,

e também aqueles em que a radiação solar tende a ser inadequada por

permitir a entrada da luz direta do sol. Nesse último caso, a luz direta do

sol, além de fornecer energia em forma de calor, pode gerar contrastes

desagradáveis e ofuscamento, sendo, portanto inadequada.

Simulações computacionais da iluminação: Sozinhos, os

instrumentos anteriores não fornecem dados precisos, mas apenas uma

indicação de probabilidades. Por meio do uso do software de cálculo de

iluminação Dialux 4.2, as salas de aula selecionadas são simuladas em 02

dias do ano, (os solstícios de verão e de inverno) em 03 diferentes horas

do dia, para que se obtenham dados bem diversos que possibilitem uma

ampla avaliação dos níveis de iluminação no interior dos ambientes.

Neste trabalho, a simulação da iluminação em dias e horários pré-

determinados diante da impossibilidade de medi-las em todos os

momentos do ano é uma opção para se verificar os níveis de iluminação

natural oferecido pela sala de aula de maneira global.

São comparados os níveis de iluminação natural num plano de

trabalho a 75cm do piso em 3 situações:

A. A sala sem tipo algum de elemento de controle solar;

B. A sala com os elementos de controle solar projetados, ou seja, a

condição existente

C. A sala com elementos de controle solar existentes acrescidos de

elementos complementares;

Os valores obtidos são analisados e julgados conforme os

referenciais de conforto luminoso adotados neste trabalho. A partir disso

são analisados e discutidos os resultados a respeito do conforto luminoso

do ambiente de estudo e quais os elementos e estratégias arquitetônicos

que os tornaram possíveis.

38

CAPÍTULO IV: ESTUDO DE CASO

Esse capítulo apresenta o projeto arquitetônico, as características

locais e a análises do edifício da Escola Estadual de Ensino Fundamental e

Médio Irmã Maria Horta, localizado em Vitória-ES.

4.1 A CIDADE

Vitória é uma ilha que está situada a 20º19' de latitude sul e 40°20'

de longitude oeste. A cidade possui um clima tropical úmido, invernos

secos e verões chuvosos, com predominância de céus claros e

parcialmente encobertos. Pela sua posição geográfica, a cidade apresenta

longos períodos de insolação e médias das temperaturas bastante

elevadas no decorrer do ano, conforme vemos no quadro 4.1.

Quadro 4.1: Dados Climáticos da cidade de Vitória. Fonte: Software Analysis Bio

4.2 O ENTORNO

O edifício da escola está localizado na região da Praia do canto, no

número 1060 da Rua Aleixo Neto, uma via plana cujas calçadas

arborizadas são de aproximadamente 3 metros.

Todos os lotes da quadra onde se encontra a escola e a quadra

imediatamente à frente estão edificados ou se encontram em fase de

construção. A região é uma das mais adensadas da cidade e o fluxo de

39

automóveis e pedestres é intenso durante o dia e a noite. Não há

afastamento entre o limite dos lotes e as construções, exceto quando

existe alguma abertura.

A dinâmica do entorno foi bastante modificada nos últimos anos, e a

antiga escola é hoje parcialmente sombreada pelos edifícios do entorno,

permissão concedida pelos sucessivos códigos municipais. A região que

era composta de sobrados se transformou em área de especulação

imobiliária nos anos 90 e 2000, apresentando vários edifícios de até 14

pavimentos ao redor da edificação escolar.

4.3 O EDIFÍCIO ESCOLAR

O edifício está localizado na parte central da quadra. Segundo

Corbella & Yannas (2003), para esse clima, a orientação que melhor

resolve a questão térmica é a Norte-Sul. Entretanto, a implantação do

edifício obedece à orientação do traçado das vias formando um ângulo de

34° com o Norte magnético e por isso não apresenta aberturas que se

orientem coincidentemente com os pontos cardeais. Elas estão

direcionadas a Noroeste e a Sudeste, recebendo a radiação indicada nos

gráficos das figuras 4.1 e 4.2.

Figura 4.1 e 4.2: Porção de céu visível em fachadas noroeste e sudeste,

respectivamente. Fonte: FROTA & SCHIFFER. Imagem editada pela autora.

A tipologia arquitetônica da escola é a de um de edifício com pátio

central. Ao redor da quadra esportiva se desenvolvem as salas de aula e

40

demais ambientes escolares, sendo parte dessa área edificada em um

pavimento e parte dela em dois pavimentos.

Na seqüência apresentam-se a3 implantação e as plantas baixas do

edifício escolar, fornecidos pelo Instituto de Obras Públicas do Espírito

Santo (IOPES), e um corte esquemático de autoria da autora, cujas

informações foram obtidas por meio de medições e fotografias.

41

PA 1 PLANTA DE SITUAÇÃO Estudo de Caso ESCOLA IRMÃ MARIA HORTA

42

CORTE ESQUEMÁTICO

PA 2 PLANTAS BAIXAS Estudo de Caso ESCOLA IRMÃ MARIA HORTA

43

4.4 DIAGRAMA MORFOLÓGICO

A seguir apresenta-se o diagrama morfológico do edifício escolar

preenchido. Nas tabelas, as variáveis indicadas em amarelo foram

apontadas como passíveis de otimização.

45

As salas de aula são dispostas linearmente e apresentam corredores

de acesso orientados a noroeste, que são cobertos por laje e protegidos

lateralmente por uma grade de madeira branca ao longo de sua extensão.

Fotografias 4.1 e 4.2: Corredor de acesso às salas

de aula no 1° e 2° pavto, respectivamente

Nas salas do pavimento inferior (salas 01 a 06), que não possuem

janelas voltadas para o noroeste (apenas um pequeno visor sobre a

porta), esses elementos _ corredor e grade _ auxiliam no controle

térmico. O lado da sala oposto ao corredor, ou seja, a fachada voltada

para o interior do pátio possui apenas um pequeno beiral como proteção

solar, entretanto a cobertura metálica da quadra esportiva oferece

sombreamento a algumas dessas aberturas.

Fotografias 4.3 e 4.4: Vegetação da fachada e cobertura da quadra

sombreando as janelas das salas do 1° pavto.

As salas do pavimento superior (salas 07 a 12) apresentam

aberturas dos dois lados, sendo umas orientadas a noroeste (corredor de

acesso), e outras para sudeste, ou seja, os fundos do terreno. Se por um

46

lado, aberturas nos dois lados facilitam a distribuição da luz de maneira

mais homogênea no seu interior e promovem a ventilação cruzada como

estratégia para o conforto térmico, por outro, aumentam-se também as

chances da radiação direta do sol provocar incômodos como calor ou

ofuscamentos. Para evitar isso, é necessário o controle da entrada de luz.

Nesse caso, parte do problema é evitado porque o elemento

corredor e a grade de madeira branca funcionam como elementos de

controle térmico e de controle da luz para as janelas de abrir orientadas a

noroeste.

Fotografia 4.5: Vegetação do pátio e janelas de abrir voltadas para

o corredor de acesso às salas do 2° pavimento.

Do outro lado da sala, as aberturas tipo pivotante, orientadas a

sudeste, estão posicionadas horizontalmente e próximas ao teto. Apesar

de haver sido projetadas como janelas, funcionam atualmente como

prateleiras de luz, visto que, com o uso, preferiu-se pintar os vidros dessa

esquadria de branco. Na imagem abaixo, é possível constatar a real

necessidade de se haver feito essa alteração.

47

Fotografia 4.6: Janelas pivotantes “transformadas” em

prateleiras de luz nas salas do 2° pavimento.

Em ambas as situações, além do corredor há também uma

vegetação frondosa que auxilia no controle térmico. No caso das salas do

pavimento superior essa vegetação diminui consideravelmente a porção

de céu visível pelas aberturas, logo, os níveis de iluminação no interior

das salas.

Fotografias 4.7 e 4.8: Fachada da escola e vista geral do pátio interno.

As salas 13 e 14, no pavimento superior, são laboratórios de

informática iluminados e condicionados artificialmente. Nesses ambientes,

o corredor está orientado a sudoeste e não existe vegetação que proteja

as salas da radiação solar.

A problemática representada pelos pontos marcados em amarelo no

diagrama morfológico, ambos referentes ao controle da entrada de luz,

não levou em consideração a cobertura metálica da quadra esportiva nem

a pintura branca feita nos vidros das janelas pivotantes das salas do 2°

48

pavto. Assim, o diagrama morfológico avalia as condições de conforto

oferecidas pelo projeto arquitetônico em si, e não a situação atual.

A cobertura metálica da quadra esportiva está posicionada

paralelamente às aberturas das salas de aula do 1° pavto, e protege a

maioria dessas aberturas com sua generosa sombra nos horários em o sol

incide nelas, ou seja, principalmente na parte da manhã.

Quanto às janelas pivotantes das salas do 2° pavimento, a questão

foi resolvida no decorrer do uso. Essas aberturas, orientadas a sudeste

não possuíam tipo algum de proteção solar, e a luz no sol no interior das

salas de aula provavelmente gerava incômodos como ofuscamento ou

calor. A pintura branca transformou a janela original numa prateleira de

luz.

Fotografias 4.9 e 4.10: “Prateleira de luz” direcionando a luz para o interior.

Segundo Viana & Gonçalves (2007), a incorporação de prateleiras de

luz é uma boa alternativa para se otimizar a quantidade e a distribuição

da luz natural no interior das escolas.

Quanto ao ofuscamento no plano da lousa, os autores comentam

que ele pode ser evitado quando existe uma distância entre o plano da

lousa e o canto da sala, ou a lateral da janela até o canto da sala. Todas

as salas da EIMH se encontram de acordo com a recomendação dada.

49

4.5 MÁSCARAS DE SOMBRA

Para os estudos da insolação através das máscaras de sombra foram

selecionadas as salas 06, no 1° pavimento, e a sala 09, no 2° pavimento,

pela representatividade da geometria e orientação de suas aberturas em

relação ao conjunto de salas da EIMH.

Sala 06:

As imagens a seguir apresentam as sombras produzidas pelas

obstruções do entorno imediato num ponto central das faces noroeste e

sudeste da sala 06.

Figuras 4.3 e 4.4: Máscaras de sombra da Sala 06.

Orientação Noroeste e Sudeste respectivamente.

O sombreamento da fachada noroeste traz benefícios quase que

exclusivamente do ponto de vista do conforto térmico, visto que o

corredor coberto de acesso à sala 06 reduz a insolação nas superfícies

dessa fachada. A única abertura nessa orientação é a porta de madeira,

completamente opaca, e um pequeno vidro fixo (visor) na sua parte

superior.

Constata-se também a pouca eficiência do beiral na fachada

sudeste, visto que o volume da própria arquitetura faz o sombreamento

da região correspondente ao sombreamento oferecido pelo beiral.

A cobertura da quadra apresenta-se como importante elemento

sombreador das aberturas orientadas a sudeste (interior do pátio);

50

Sala 09:

As imagens abaixo apresentam as sombras produzidas pelas

obstruções do entorno imediato num ponto central das faces noroeste e

sudeste da sala 09.

Figuras 4.5 e 4.6: Máscaras de sombra da Sala 09.

Orientação Noroeste e Sudeste respectivamente.

A máscara da imagem 4.5 confirma a eficiência do corredor coberto

orientado a noroeste, que sombreia as aberturas desse lado nos horários

mais quentes do dia ao longo do ano.

O sombreamento oferecido pela cobertura da quadra corresponde a

aproximadamente os horários de 17h às 18h no verão e 15h às 17h no

inverno. Contudo esconde boa parte da abóbada celeste, privando essas

aberturas da luz difusa proveniente dela.

Na fachada sudeste, o beiral se posiciona muito acima da abertura,

gerando um sombreamento bastante reduzido. A “prateleira de luz” não

se constitui um elemento de sombreamento total importante, ou seja, não

representa proteção térmica para a fachada, entretanto direciona boa

parte da luz da abóbada celeste para o ambiente interno, fazendo a

refletir no teto branco, principalmente nos períodos da manhã ao longo do

ano.

4.6 SIMULAÇÕES COMPUTACIONAIS

As simulações da iluminação natural são feitas para o solstício de

verão (21 de dezembro) e de inverno (21 de junho), nos horários de 9h,

12h e 15h, com céu claro.

51

As salas selecionadas possuem dimensões de 800x600cm e pé-

direito correspondente a 350cm, dimensões padrão para todas as salas

dessa escola. Para os pisos, paredes e tetos, são adotados os índices de

reflexão padrão do software, que correspondem a 30%, 50% e 70%,

respectivamente. Os níveis de iluminação são medidos à altura de um

plano de trabalho a 75cm do piso, correspondente ao plano das carteiras

dos alunos.

Ainda que a iluminação natural seja condicionada a uma série de

variáveis, considerou-se na simulação apenas as interferências relativas à

sua própria arquitetura. O entorno da escola foi desconsiderado, visto que

as massas de vegetação e as questões urbanas não são pertinentes

devido à complexidade de suas transformações.

A escala de cores a seguir é adotada a fim de facilitar a identificação

dos momentos em que há maior probabilidade de haver conforto luminoso

no interior dos ambientes simulados, segundos os referenciais relativos à

quantidade de iluminação recomendada por Lopes (2006) para ambientes

escolares e a distribuição da iluminação recomendada por Souza (2006).

Quadro 4.2: Escala de cores e valores para os níveis

de iluminância e índice de diversidade.

Para facilitar a identificação dos momentos em que há bons níveis

de conforto luminoso no interior das salas, considera-se que tanto o índice

de diversidade quanto a média da iluminância devam ser conceituados

como: amarelo e amarelo, verde e amarelo, amarelo e verde, ou verde e

verde, respectivamente.

52

As simulações são feitas em três condições diferentes, para cada

sala, a saber:

Condição A: As salas são simuladas sem qualquer tipo elemento de

proteção solar, somente com as aberturas nas dimensões e forma

existentes. Os dados obtidos sob essas condições servem de base de

referência para as comparações com as simulações posteriores;

Condição B: As salas são simuladas com os elementos de controle

solar existentes. Os dados permitem avaliar os níveis de iluminação

existentes e analisar a eficiência dos elementos de controle solar utilizados

no edifício em comparação com a condição A;

Condição C: É sugerida a instalação de um sistema de controle

solar complementar e/ou eventuais modificações nas aberturas

compatíveis com a tipologia utilizada no edifício, no intuito de aperfeiçoar

o aproveitamento da luz natural. A simulação dessa proposta de

otimização do uso na luz natural objetiva a verificação dos níveis de

iluminação obtidos no interior das salas e a avaliação da eficiência da

proposta em comparação com as condições A e B;

4.6.1 SALA 06. CONDIÇÃO A.

Sem qualquer elemento de controle solar.

‘O quadro abaixo apresenta os níveis de iluminação mínimo (Emín),

máximo (Emáx), médio (Emédia) e o índice de diversidade (Emáx/Emín)

obtidos no interior da sala 06 por meio de simulações, sob a condição A,

ou seja, caso não houvesse estratégia alguma de proteção solar.

Quadro 4.3: Resumo das iluminâncias da sala 06, condição A.

53

Nessas condições, verifica-se que apesar das Emín estarem

próximas dos níveis adequados, as Emáx estão realmente excessivas,

elevando a Emédia a níveis considerados regulares e o índice de

diversidade a valores bastante inadequados na maioria dos momentos

simulados.

Figuras 4.7 e 4.8: Simulação da Sala 06, condição A,

dia 21 Dez às 9h e 15h, respectivamente.

Figuras 4.9 e 4.10: Simulação Sala 06, condição A,

dia 21 Jun às 9h e 15h, respectivamente.

Caso não existissem a cobertura da quadra esportiva e o corredor

coberto _principais elementos sombreadores da sala 06 _ haveria luz de

sol direta no interior desse ambiente em grande parte dos momentos do

dia, assim como mostram as imagens 4.7, 4.8, 4.9 e 4.10. Os horários de

melhor conforto luminoso seriam próximos do meio-dia, justamente no

momento em que há a troca de turno e as salas não são utilizadas.

Isso acontece por conseqüência da orientação noroeste/sudoeste

das aberturas, conforme visto anteriormente no gráfico das máscaras de

sombra: os momentos em que o sol está mais próximo do zênite

possibilitam uma iluminação interior um pouco mais homogênea; as

manhãs e tardes ao longo do ano apresentariam sérios problemas de

distribuição da luz.

54

4.6.2 SALA 06. CONDIÇÃO B.

Com elementos de controle solar existentes.

Os elementos de controle solar considerados nas simulações da sala

06 são:

- corredor coberto e grelha de madeira na orientação noroeste;

- beiral na fachada sudeste, voltada para o interior do pátio;

- a sombra da própria arquitetura, ou seja, a cobertura da quadra

no centro do pátio e o volume construído.

O quadro a seguir apresenta os níveis de iluminação da Sala 06 sob

a condição B existente hoje na escola.

Quadro 4.4: Resumo das iluminâncias da sala 06, condição B.

O sombreamente oferecido pela própria arquitetura da escola e os

elementos de controle solar existentes na sala 06 trazem consideráveis

benefícios ao conforto luminoso no interior das salas. A sala apresenta

bons níveis de conforto luminoso em 50% dos momentos simulados.

Porém, ainda assim, as manhãs de verão e as tardes de inverno

apresentam elevados índices de diversidade e níveis de iluminância no

interior das salas, aumentando-se a probabilidade de se obter

ofuscamento, sendo considerados inadequados.

As imagens a, b e c mostram os momentos em que as janelas à

esquerda e o visor sobre a porta (direita) permitem a entrada da luz

direta do sol no ambiente. O problema causado pela ausência de

elementos de controle solar junto às aberturas, inicialmente apontado

55

pelo Diagrama Morfológico como passível de modificação, é confirmado

pelas simulações.

Figuras 4.11 e 4.12: Simulação da Sala 06, condição B,

dia 21 de Jun às 9h e 15h, respectivamente.

Figuras 4.13 e 4.14: Simulação da luz e representação das luminâncias

em cores falsas. Sala 06, condição B, 21 de Dez às 9h.

A imagem 4.14 apresenta os níveis de luminâncias do ambiente sob

a representação de cores falsas, ou seja, uma escala de medida do brilho

emitido por cada superfície da sala de aula em direção ao olho humano. O

contraste oferecido por essa diferença de luminâncias é causada pela

entrada da luz direta do sol no ambiente. Tal fato oferece risco de

ofuscamento indireto na medida em que o olho do aluno percebe a

superfície branca de sua carteira refletindo a luz do sol.

56

4.6.3 SALA 06. CONDIÇÃO C.

Proposta de otimização do uso da luz natural

No intuito de oferecer melhorias no nível de conforto luminoso na

sala 06, são propostas as seguintes alterações:

1. A retirada do visor da porta de entrada orientada a noroeste ou a

pintura de seus vidros. Tal abertura foi apontada anteriormente como

passível de modificação por permitir a entrada da luz nas tardes de

inverno;

2. A instalação de brises opacos verticais e horizontais nas aberturas

voltadas a sudeste (pátio interno), cobrindo ângulos de 45° tanto na

vertical quanto na horizontal. Isso quer dizer lâminas verticais de 15cm de

largura a cada 15cm, e lâminas horizontais de 20cm de largura a cada

20cm. As lâminas propostas são opacas e possuem altos índices de

refletância (70%), para que funcionem como uma série de prateleiras de

luz;

3. A abertura de um novo vão, horizontal e próximo ao teto na

parede oposta às janelas existentes, a fim de melhorar a distribuição da

luz. Esse vão é voltado para o corredor coberto de acesso às salas, que

funciona como elemento de controle solar para a nova abertura,

sombreando-a em todos os momentos simulados;

Figura 4.15: Brises horizontais e verticais propostos para as janelas da sala 06

Figura 4.16: Interior da sala 06 com a nova abertura à direita.

O quadro a seguir apresenta os níveis de iluminação obtidos na Sala

06 sob a condição C:

57

Quadro 4.5: Resumo das iluminâncias da sala 06, condição C.

Para atestar sua real necessidade, também foram realizadas

simulações sem a inclusão dessa nova abertura. Tais simulações

demonstraram que a sala não atinge os níveis mínimos de iluminação

recomendados em importante parte do tempo, sugerindo que o sistema

de iluminação artificial seria acionado com mais freqüência.

A iluminação natural “quando provinda de um só lado, causa um

problema de distribuição da luz, que decresce rapidamente com a

profundidade do cômodo”. (CORBELLA & YANNAS, 2003). Quando isso

ocorre, existe a necessidade de complementação com outro sistema de

iluminação. Como o objetivo é dotar o ambiente escolar de luz natural, a

fim de prover o ambiente de conforto luminoso e diminuir a demanda por

energia, optou-se por criar a nova abertura. Essa abertura proverá o

ambiente também dos benefícios da ventilação, recomendados por FROTA

& SHIFFER (2003) para regiões de clima quente e úmido.

Em relação à carga térmica, Bertolotti cita Moore, que enfatiza o

fato de "a luz natural, tanto a direta como a difusa do céu, produz menos

calor por unidade de energia que as lâmpadas elétricas disponíveis

comercialmente.“ Assim, uma nova abertura trará o máximo de luz com o

mínimo acréscimo de energia térmica possível no interior da sala de aula.

Essa proposta de alteração permite alcançar níveis adequados de

conforto luminoso em 100% dos momentos simulados. As imagens abaixo

mostram em escalas de cinza a distribuição das iluminâncias no interior da

sala 06 nos momentos simulados. (Ver Apêndice 1).

58

Figuras 4.17 e 4.28: Simulação da distribuição das iluminâncias na sala 06, condição C,

dias 21 Dez e 21 Jun às 9h.

Figuras 4.29 e 4.20: Simulação da distribuição das iluminâncias na sala 06, condição C,

dias 21 de dezembro e 21 de junho às 12h.

Figuras 4.21 e 4.22: Simulação da distribuição das iluminâncias na sala 06,

condição C, dias 21 de dezembro e 21 de junho às 15h.

59

4.6.4 SALA 09. CONDIÇÃO A.

Sem qualquer elemento de controle solar

O quadro abaixo apresenta os níveis de iluminação obtidos no

interior da sala 09 por meio de simulações, sob a condição A, ou seja,

caso não houvesse estratégia alguma de proteção solar.

Quadro 4.6: Resumo das iluminâncias da sala 09, condição A.

Verifica-se, sob essas condições, que todos os momentos simulados

estão fora dos limites recomendados, com a maioria das iluminâncias

médias além do ponto de saturação (2000lux), indicados por Vianna &

Gonçalvez (2007) como limite a partir do qual não são obtidas melhorias

visuais com o incremento da iluminância.

Para essa orientação não basta que um ambiente apresente

aberturas em seus lados opostos para que ofereça homogeneidade e bons

níveis de iluminação; é preciso dotá-las de dispositivos de controle solar a

fim de evitar a entrada da luz direta, responsável pelas iluminâncias

excessivas, altos índices de diversidade e calor.


dia 21 Dez às 9h e 15h, respectivamente.

60


dia 21 Jun às 12h e 15h, respectivamente.

4.6.5 SALA 09. CONDIÇÃO B.

Com elementos de controle solar existentes

Os elementos de controle solar existentes na sala 09 são:

- corredor coberto e grelha de madeira na orientação noroeste;

- pequeno beiral na fachada sudeste e a nova “prateleira de luz”;

- a sombra da própria arquitetura, ou seja, a cobertura da quadra

no centro do pátio e o volume construído.

O quadro a seguir apresenta os níveis de iluminação obtidos no

interior da sala 09 por meio de simulações, sob a condição B. Na

modelagem da sala é considerada também a alteração que transformou a

janela pivotante em “prateleira de luz”, pois ainda que ela não tenha sido

prevista na fase de projeto, essa condição representa a situação existente

em sala de aula.

Quadro 4.7: Resumo das iluminâncias da sala 09, condição B.

61

De maneira similar ao que acontece na sala 06 (devido à mesma

orientação), quando comparados os quadros das condições A e B da sala

09, é possível constatar que os elementos de controle solar existentes

nessa sala são eficientes em aproximadamente 50% do tempo, ou seja,

durante metade do tempo a sala de aula oferece conforto luminoso a seus

usuários. A outra metade fica prejudicada, seja pelo excessivo nível médio

de iluminação, seja pela ausência de homogeneidade na distribuição da

luz.

O dia 21 de junho às 15h, por exemplo, mostra um momento em

que os níveis de iluminação médios são excessivos (além do ponto de

saturação) e o índice de diversidade próximo do limite aceitável, fato que

potencializa a possibilidade de ofuscamento. Nessa hora, a luz direta do

sol aparece no interior do ambiente, como é possível verificar nas imagens

abaixo.

Figuras 4.27 e 4.28: Simulação da luz e representação das luminâncias em

cores falsas. Sala 06, condição B, 21 de Junho às 15h.

A entrada da luz atesta que para essa orientação o corredor coberto

não constitui um elemento de controle solar eficiente para todos os

momentos do dia e do ano, sendo a ausência de um dispositivo mais

eficiente identificada como passível de melhorias

As imagens a seguir mostram em escalas de cinza a distribuição das

iluminâncias no interior da sala 06 nos momentos considerados mais

desconfortáveis da condição B.

62

Figuras 4.29 e 4.30: Simulação da distribuição das iluminâncias, Sala 09, condição B, céu

claro, dia 21 Dez às 9h e dia 21 de Jun às 15h, respectivamente.

4.6.6 SALA 09. CONDIÇÃO C.

Proposta de otimização do uso da luz natural

No intuito de oferecer melhorias no nível de conforto luminoso na

sala 09 é proposta a inclusão de brises horizontais nas aberturas de

ambos os lados, cobrindo um ângulo de 64°. As lâminas propostas são

opacas, com 70% de índice de reflexão e larguras de 20cm, posicionadas

a cada 10cm.

Os brises são propostos com o objetivo de impedir a entrada da luz

direta do sol, ao mesmo tempo em que suas lâminas funcionam como

uma série de prateleiras de luz. É proposta também a remoção da pintura

dos vidros das aberturas junto ao teto à sudeste.

Figuras 4.31 e 4.32: Brises horizontais propostos para as janelas da sala 09

63

O quadro a seguir apresenta os níveis de iluminação obtidos na Sala

06 sob a condição C:

Quadro 4.8: Resumo das iluminâncias da sala 09, condição C.

A instalação dos brises propostos permite oferecer conforto luminoso

dentro da sala 09 na totalidade dos horários simulados. Abaixo seguem as

imagens da distribuição das curvas de iluminância em escala de cinza nos

momentos identificados desconfortáveis na condição B e corrigidos na

condição C com a instalação dos brises. (Ver Apêndice 2).

Figuras 4.29 e 4.33: Simulação da distribuição das iluminâncias na sala 09, dia 21 de

dezembro às 9h, condições B e C, respectivamente.

64

Figuras 4.30 e 4.34: Simulação da distribuição das iluminâncias na sala 09,

dia 21 de junho às 15h, condições B e C, respectivamente.

65

CAPÍTULO V: RESULTADOS E DISCUSSÃO

Uma análise inicial do edifício, permitida pelo diagrama morfológico,

não apontou características ou atributos específicos no projeto

arquitetônico que sozinhos sejam avaliados como um problema para o

conforto luminoso em sala de aula, exceto o fato de que algumas

aberturas não possuem elementos de controle solar.

Algumas dessas aberturas receberam alterações posteriores, ao

longo da utilização das salas, confirmando na prática a necessidade de

dispositivos de proteção solar, apontada inicialmente pelo diagrama

morfológico. Essas alterações somadas aos dispositivos previstos em

projeto mostraram ser eficazes em apenas 50% dos momentos simulados

para as duas salas. É importante comentar a importância que

representam atualmente, visto que, se não existissem, as salas não

ofereciam conforto luminoso em 80% a 100% dos momentos estudados.

Entretando, as simulações indicam que a instalação de brises nas

aberturas existentes pode potencializar o uso da iluminação natural, com

conseqüente diminuição da necessidade de acionamento da iluminação

artificial complementar durante o dia. Em alguns ambientes a abertura de

novos vãos traria, além dos benefícios mencionados, a possibilidade de

incremento da ventilação, recurso importante para a aquisição de conforto

térmico em regiões de clima quente e úmido como Vitória.

Por meio das simulações, a proposta mostrou ser possível a

obtenção de conforto luminoso em 100% dos momentos simulados, sem a

exigência de grandes transformações das estrutras existentes.

Ainda que os conceitos de conforto luminoso e os dispositivos de

controle de entrada da luz natural aqui discutidos já sejam conhecidos há

muito tempo, a não utilização dos mesmos no projeto original da escola

denota dificuldade ou inaptidão dos projetistas em trabalhar com luz

natural no ambiente escolar.

66

CAPÍTULO VI: CONCLUSÕES

A investigação da eficiência dos dispositivos de controle solar e a

proposição de recursos que otimizam o uso da luz natural pode ajudar as

escolas a funcionar em edifícios mais adequadamente adaptados ao clima

da região em que se instalam, no intuito de elevar o desempenho dos

usuários, proporcionar melhores condições ambientais e contribuir para a

eficiência energética do edifício.

A discussão levantada pelo problema da iluminação natural no

interior das salas de aula também pode ser estendida às demais

dependências escolares como salas dos professores, biblioteca, refeitório,

cozinha, obviamente observados os requisitos de iluminação específicos

de cada ambiente. Também vários edifícios destinados a outros usos como

escritórios, auditórios, indústrias apresentam dificuldades semelhantes

quanto ao aproveitamento da luz natural, sendo felizmente objeto de

vários trabalhos e pesquisas no cenário atual.

Pela eficiência demonstrada na aquisição de conforto luminoso no

interior dos ambientes e pela facilidade de instalação que apresentam os

dispositivos de controle solar comentados, o presente trabalho se mostra

relevante e direcionado a objetivos urgentes, como a melhoria do ensino

no país e o potencial de redução da demanda por energia nos edifícios em

geral.

67

BIBLIOGRAFIA

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Paranoá, Cadernos de Arquitetura e Urbanismo, n°3, 2007. Programa de

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68

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Site da Prefeitura de São Paulo. Galeria de Fotos. Acesso em 08 de junho de

2009.

69

APÊNDICE 1: RESULTADOS SIMULAÇÃO

PROPOSTA SALA 06

81

APÊNDICE 2: RESULTADOS SIMULAÇÃO

PROPOSTA SALA 09

93

ANEXO A: DIAGRAMA SOLAR

LATITUTE DE 20° SUL

94

ANEXO B: DIAGRAMA MORFOLÓGICO

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