Para assegurar um ambiente saudável e propício ao bem-estar, é crucial atender às necessidades biológicas fundamentais, e uma dessas necessidades é a presença de outros seres vivos no espaço. Neste contexto, abordaremos com mais detalhes a importância das plantas, dado que os animais apresentam uma ampla diversidade de necessidades específicas.
Os benefícios dessa presença são abrangentes e incluem melhorias notáveis na qualidade do ar, graças ao processo de fotossíntese que não apenas libera oxigênio, mas também elimina poluentes atmosféricos. Além disso, as plantas contribuem para a regulação da umidade, aprimoram a qualidade acústica do ambiente e desempenham um papel crucial na redução do estresse, ao mesmo tempo em que impulsionam a produtividade e o bem-estar.
As plantas oferecem um alimento tanto psicológico quanto fisiológico, pois as pessoas encontram prazer ao cuidar delas, observar seu crescimento e apreciar sua folhagem e floração durante todo o ano. Os benefícios das plantas são tão notórios que vemos um aumento na popularidade de jardins terapêuticos em diversos edifícios, inclusive em instalações de saúde. Elas também estimulam nossos sentidos, proporcionando fragrâncias agradáveis, enquanto desempenham um papel fundamental na purificação e filtragem do ar.
Ter plantas em ambientes construídos estabelece uma conexão direta com a natureza, mesmo em áreas urbanas. Isso pode ter um impacto substancial no bem-estar mental e emocional das pessoas, ajudando-as a se sentirem mais conectadas com o mundo natural. No entanto, é crucial mencionar que a criação desses espaços requer atenção especial a diversos fatores, incluindo iluminação adequada, umidade, temperatura, solo e irrigação, com especial ênfase na gestão da luz natural durante o planejamento desses ambientes.
É importante alguns cuidados ao incluir a presença de plantas no ambiente construído:
Podemos estender a análise dos benefícios do contato com plantas, para os ambientes frequentados por crianças, tanto ambientes residenciais como também, edifícios escolares. A interação com plantas desde cedo pode ensinar às crianças sobre a natureza, os ciclos de vida das plantas, a importância da biodiversidade e a responsabilidade ambiental. O ato de cuidar, mexer na terra, tocar nas folhas e flores, cheirar fragrâncias naturais e observar as cores das plantas estimula os sentidos das crianças, promovendo um desenvolvimento sensorial saudável.
Outros benefícios estão associados à formação. Cuidar de plantas envolve responsabilidade e tarefas práticas, como regar, adubar e podar. Isso ajuda as crianças a aprenderem habilidades práticas, como organização e disciplina. As plantas oferecem oportunidades para explorar questões científicas, como o ciclo de vida, a botânica e o funcionamento dos ecossistemas. Isso estimula a curiosidade e o interesse pelo mundo natural. Este contato com plantas pode ensinar valores importantes, como paciência, cuidado, responsabilidade e sustentabilidade.
Portanto, permitir que as crianças tenham contato com plantas não apenas promove o desenvolvimento físico, emocional e cognitivo delas, mas também cultiva uma apreciação mais profunda pela natureza e pela importância da conservação ambiental desde a infância.
Essa conexão com as plantas pode se estender para uma compreensão mais profunda da importância da luz natural. À medida que as crianças aprendem como as plantas dependem da luz para crescer e prosperar, elas também podem internalizar os benefícios da luz natural para os seres humanos. Esse processo serve como uma maneira eficaz de introduzir a valorização da luz do dia para o desenvolvimento e bem-estar de todos.
A qualidade da iluminação nas escolas desempenha um papel fundamental no desempenho, produtividade e bem-estar dos alunos. É fundamental que a iluminação seja distribuída de maneira adequada para atender às diversas atividades realizadas na escola e que seja confortável para os diferentes usuários, levando em consideração suas necessidades individuais. Além disso, a exposição à luz natural e a conexão com o ambiente externo são aspectos importantes para a saúde e o bem-estar das crianças.
Avaliações de ambientes escolares frequentemente identificam problemas relacionados à iluminação, como sua insificiência, falta de reflexão de luz devido a acabamentos escuros ou paredes sujas, cortinas fechadas em dias ensolarados e problemas de ofuscamento (KOWALTOWSKI, 2011).
De acordo com um artigo que resume as tendências em iluminação para ambientes escolares nas últimas décadas (ANGELAKI, BESENECKER e DANIELSSON, 2022), a iluminação natural em salas de aula tem sido principalmente considerada em termos de eficiência energética, com foco na redução do consumo de energia elétrica ao longo do ano letivo. Em relação à iluminação artificial, a principal mudança tem sido a substituição das luminárias fluorescentes por fontes de luz LED. No entanto, os estudos até o momento têm se concentrado principalmente em diferentes fontes de luz e luminárias de teto, seguindo um padrão regular de distribuição. Mesmo quando o layout das salas de aula é diferente, a distribuição da iluminação geralmente segue o mesmo padrão, sem explorar outras soluções ou posicionamentos alternativos.
A revisão sugere a realização de testes com diferentes layouts de iluminação em salas de aula, a fim de atender às diversas atividades realizadas pelos alunos, como leitura em livros, uso de laptops e tablets. Além disso, é importante considerar que cada aluno tem necessidades diferentes, e as novas tendências pedagógicas exigem um layout adaptado e personalizado. Portanto, é necessário repensar o design da iluminação nas salas de aula para atender a essas novas demandas e arquiteturas, levando em consideração também as necessidades de inclusão para alunos especiais.
Como exemplo, o FDE (Fundação para o Desenvolvimento da Educação) disponibiliza em seus catálogos técnicos uma publicação intitulada “Espaços Educativos Inovadores” que apresenta referências de projetos de salas de aula que abrangem diversas atividades em um único espaço. Na Escola Infantil Parque Helena, em São Paulo, por exemplo, é adotado um layout diferenciado, com áreas designadas para o uso de computadores, mesas de estudo com layouts variados, bancos e tapetes para atividades no chão. No entanto, observa-se que, infelizmente, a iluminação não acompanha essa diversidade de usos.
Em um estudo realizado com crianças, foi constatado que elas têm preferência por ambientes bem iluminados e com vistas para elementos naturais da paisagem (VÁSQUEZ, PEREIRA e KUHNEN, 2018), como mencionado no parâmetro Otimizando vistas para o exterior.
Basílio (2021) compilou e agrupou quatro categorias de questões relacionadas à iluminação natural para criar uma lista de verificação para avaliação de edifícios educacionais. Essas categorias são: desempenho luminoso do ambiente interno, eficiência energética do edifício, integração entre o ambiente interno e externo, e dinâmica da luz. Podemos estabelecer uma relação entre essa lista de verificação e os parâmetros desta ferramenta, além de acrescentar alguns outros conceitos relevantes:
Desempenho luminoso do ambiente interno:
Eficiência Energética da edificação:
Integração ambiente interno e externo:
Dinâmica da luz:
 205. Vegetação |  312. Espaço de transição |  401. Hierarquia luminosa |
 404. Contrastes |  407. Mosaico de luz e sombra |  410. Luz filtrada |
São necessários estudos adicionais para avaliar diversas opções de distribuição de iluminação elétrica e sua conexão com as novas abordagens pedagógicas, além de explorar a adaptação da iluminação às necessidades específicas das crianças. É fundamental promover o uso da luz natural do dia, não apenas por razões energéticas, mas também pelos benefícios que proporciona à saúde e ao bem-estar dos alunos, levando em consideração suas necessidades biológicas.
Um dos principais benefícios do Projeto Daylighting está relacionado à questão ambiental, especialmente a economia de energia. Uma edificação energeticamente eficiente deve proporcionar um nível adequado de iluminação, buscando reduzir a dependência da iluminação elétrica e aproveitando ao máximo a luz natural disponível.
É essencial integrar a luz natural ao projeto de iluminação artificial, garantindo a quantidade adequada de luz para as atividades realizadas no ambiente e reduzindo os gastos com energia elétrica. Para ilustrar, vamos considerar o exemplo de uma sala de aula padrão da Fundação para o Desenvolvimento da Educação (FDE) em um edifício educacional, mas esse conceito pode ser aplicado a outros usos e tipos de edifícios também.
De forma simplificada, é possível utilizar luminárias lineares na sala, posicionadas paralelamente à abertura lateral e à lousa. É importante que as fileiras de luminárias sejam conectadas a circuitos separados à medida que se afastam da abertura. Isso permitirá que apenas as fileiras mais distantes da abertura sejam utilizadas quando a luz natural não for suficiente. Conforme a luz do dia se torna insuficiente, o usuário pode ligar as demais fileiras gradualmente.
Além disso, para otimizar o consumo de energia, os parâmetros de iluminação de tarefa e de circulação podem orientar a divisão do ambiente em espaços a serem iluminados. Isso significa direcionar a iluminação elétrica de acordo com as necessidades das diferentes atividades realizadas no mesmo ambiente.
Reaproveitar edifícios históricos, muitas vezes tombados, para novos usos é um desafio, pois requer a incorporação de novas funções enquanto preserva a originalidade histórica do edifício com alterações mínimas para garantir o conforto dos usuários. Nesse processo de adaptação, a iluminação natural desempenha um papel crucial ao melhorar a experiência dos usuários, proporcionando espaços internos bem iluminados sem comprometer a identidade do edifício.
A consideração da luz natural deve ocorrer desde as fases iniciais do projeto, inclusive em casos de retrofit. Em áreas urbanas densas, muitos desses edifícios são adaptados para uso comercial, e quando as aberturas nas fachadas são pequenas, a quantidade de luz natural nos espaços internos pode ser limitada. Uma solução viável é aumentar a captação de luz do dia por meio de sistemas zenitais, uma vez que a fachada não pode ser modificada. Os átrios são uma opção atraente, pois permitem a entrada de luz natural centralizada no núcleo do edifício.
Os átrios são espaços amplos com cobertura de vidro projetados para trazer luz natural a edifícios profundos, nos quais a iluminação natural direta não é suficiente. Além disso, eles possibilitam a ventilação natural, melhorando o conforto térmico, e podem servir como áreas para reduzir as perdas de energia.
O desempenho satisfatório de um átrio depende de alguns fatores essenciais:
A iluminação natural através de aberturas laterais é uma solução amplamente adotada, variando de acordo com o tamanho da abertura e a profundidade do ambiente. Muitas diretrizes de diferentes países são baseadas nessas duas variáveis de projeto para promover a entrada de luz natural nos espaços.
No Brasil, o zoneamento bioclimático (NBR 15.220:3) é utilizado como referência e divide o país em oito zonas bioclimáticas. Essas diretrizes apresentam três variações de tamanho de aberturas para ventilação, que também impactam na captação de luz natural no ambiente: pequena (10 a 15% da área do piso), média (15 a 25% da área do piso) e grande (maior que 40% da área do piso). Além disso, o zoneamento também considera a necessidade ou ausência de sombreamento ao longo do ano ou em parte dele, o que afeta diretamente a captação de luz.
Para ilustrar esse parâmetro, foram realizadas simulações no software DIALux Evo (consulte as Ferramentas de projeto). O modelo utilizado foi uma sala retangular de 5,0m x 3,75m localizada em São Paulo, com uma abertura lateral voltada para o Norte, medindo 1,50m x 2,5m, correspondendo a 20% da área do piso.
Aumentar a profundidade do ambiente apenas com base na diretriz do percentual de área do piso não garante uma distribuição de luz de qualidade.
Nos exemplos B e C a seguir, onde aumentamos a profundidade do ambiente para 5,0 e 7,5 metros, respectivamente, e também ampliamos a largura da abertura para 3,30 e 5,0 metros, mantendo o percentual em 20%, percebemos que isso não é suficiente para garantir uma iluminação satisfatória.
Foram conduzidas novas simulações utilizando as mesmas dimensões dos ambientes dos modelos B e C, mas desta vez também alterando a altura da abertura, não apenas a largura. O objetivo dessas simulações é ilustrar que não apenas o percentual de área é importante, mas também o dimensionamento adequado da abertura, levando em consideração a geometria do ambiente. Ambientes mais profundos exigem aberturas mais altas para garantir uma distribuição de luz mais uniforme em todo o espaço.
Continuar com muitas outras simulações para ilustrar a relação entre área do ambiente, área da abertura, altura da abertura e profundidade do ambiente seria possível. No entanto, com as simulações apresentadas até agora, é possível afirmar que o percentual de área da abertura em relação à área de piso é um dado pouco conclusivo para garantir uma distribuição adequada da luz no ambiente. Todos os ambientes mencionados atendem a esse requisito, com a abertura representando 20% da área do piso. No entanto, a distribuição da iluminação não está sendo eficiente, o que indica a necessidade de outras aberturas em diferentes orientações, especialmente em ambientes mais profundos.
O percentual da área do piso é apenas o ponto de partida em um processo complexo de dimensionamento de aberturas. É uma jornada que requer considerações adicionais.
Algumas ferramentas de projeto podem ser utilizadas para aprimorar o ensino do projeto de iluminação. Abaixo, destacamos algumas delas.
Aqui estão alguns softwares gratuitos que podem ser utilizados para simulação de iluminação, tanto natural quanto elétrica.
Software de simulação de iluminação natural e elétrica. Gratuito para usuários. Entrega cálculos, renderização e tabelas de produtos.
Dynamic Daylight – gratuito
Simula a análise dinâmica da luz do dia em tempo real em uma sala de geometria simples.
2D Sun-Path – gratuito
Demonstra relação entre localização geográfica e posição solar ao longo do ano.
TropFLD – gratuito
Fornece um método simplificado de avaliação do desempenho luminoso de ambientes, auxiliando no dimensionamento de aberturas.
TropSolar – gratuito
Permite acesso a informações sobre geometria solar de forma precisa e direta, para qualquer local do planeta.
A combinação do uso de modelos físicos e imagens HDR tem sido comprovada como uma excelente abordagem para análise e estudos de iluminação natural. O estudo realizado por Matos et al. (2022) reforça a confiabilidade dessa abordagem e a indica como uma ferramenta promissora no ensino de projeto, considerando que o modelo físico é amplamente utilizado nos cursos de arquitetura.
No estudo mencionado, foram realizadas fotografias tanto no ambiente real quanto no modelo físico construído, ambos posicionados e orientados da mesma maneira. As imagens resultantes – tanto as HDR quanto as em cores falsas – apresentaram distribuições de luz muito semelhantes, como pode ser observado nas imagens abaixo:
A técnica de Imagem HDR é utilizada para capturar imagens com alto grau de contraste, registrando uma cena com diferentes aberturas de exposição. Isso permite capturar uma ampla variação de luminosidade dentro da cena, facilitando a análise da distribuição de luminâncias nos ambientes.
É importante ressaltar que a forma como uma câmera fotográfica registra uma cena difere da percepção visual do olho humano. Enquanto o olho humano é capaz de perceber uma ampla gama de tonalidades, cores e detalhes claros e escuros, ajustando-se automaticamente à iluminação presente, uma fotografia convencional tende a ter um alto contraste entre as cenas, privilegiando uma delas em detrimento da outra. A técnica de Imagem HDR surge como uma tentativa de reproduzir a gama de luminosidade captada pela visão humana.
A geração de imagens HDR envolve fotografar a mesma cena com diferentes tempos de exposição, permitindo a captura de áreas mais claras e mais escuras da cena. Essas imagens são posteriormente processadas em software específico (como Photosphere, Web HDR, Light Photo Analyzer, Picturenaut) para criar a imagem HDR final e sua correspondente com cores falsas.
Diversos estudos comprovam a importância do uso de imagens HDR para análises de iluminação, uma vez que os atributos dos pixels estão diretamente relacionados às luminâncias presentes (NASCIMENTO, 2008; FARIA, 2007; SOUZA e SCARAZZATO, 2009). Não é necessário possuir uma câmera profissional para utilizar essa técnica, pois até mesmo câmeras compactas podem ser utilizadas. O avanço tecnológico dos celulares também permite atualmente a geração de imagens HDR que são válidas para avaliação da iluminação natural.
As imagens em cores falsas são úteis para visualizar a distribuição da luz no ambiente e identificar áreas com potencial ofuscamento. Quanto menos variação cromática na imagem, melhor será a distribuição da luz no ambiente.
Atualmente, observa-se o crescente uso de modelos físicos em conjunto com a técnica de Imagem HDR para análises de iluminação. O parâmetro Imagem HDR em modelos físicos tem sido explorado como uma abordagem complementar nesse contexto.
Ao longo dos séculos, o modelo físico tem sido amplamente utilizado como uma estratégia para analisar vários aspectos da arquitetura, incluindo a iluminação natural. Ele representa uma extensão do desenho, oferecendo a vantagem da terceira dimensão, o que possibilita observações visuais e análise de volumetria. Embora a sua utilização tenha diminuído desde meados da década de 1970, à medida que a confiabilidade das simulações computacionais aumentou, ainda é uma prática comum nos ateliês de projeto e no ensino de arquitetura.
A utilização do modelo físico para estudos de iluminação desempenha um papel importante, pois permite análises da insolação, auxilia na definição da orientação dos volumes, na localização das aberturas e no detalhamento de elementos de proteção solar, como brises, prateleiras de luz e outros.
Diversos estudos comprovam a confiabilidade do modelo físico como uma ferramenta para a análise da iluminação natural. Isso ocorre porque o comprimento de onda da luz visível é extremamente reduzido, o que significa que não há distorção devido à escala reduzida. Assim, quando exposto às mesmas condições de céu do ambiente real, o modelo físico apresenta o mesmo padrão de distribuição de luz (LAM, 1986; ROBBINS, 1986; MOORE, 1991; PEREIRA et al., 2011; SCARAZZATO, 2018).
É importante tomar alguns cuidados ao criar a maquete para análise da luz, a fim de evitar distorções na avaliação. Essas precauções incluem:
A seguir, estão disponíveis imagens comparativas do ambiente real e do modelo físico no estudo conduzido por Matos et al. (2022). Essas imagens evidenciam uma notável semelhança em termos de distribuição da luz e aparência das cores do ambiente.
Atualmente, observa-se o crescente uso de modelos físicos em conjunto com a técnica de Imagem HDR para análises de iluminação. O parâmetro Imagem HDR em modelos físicos tem sido explorado como uma abordagem complementar nesse contexto.
A busca pela conexão com a natureza, conhecida como “biofilia”, está ganhando destaque na indústria da construção nos últimos anos. Cada vez mais, reconhece-se a importância dos edifícios para o bem-estar, conforto e produtividade dos usuários. Para isso, é necessário identificar os parâmetros mais relevantes dessa interação entre o usuário e a natureza, e a janela é um dos principais meios para estabelecer essa relação.
As janelas são fundamentais para conectar o ambiente interno ao externo, e as vistas proporcionadas têm efeitos positivos nos ocupantes. Os usuários percebem os ambientes por meio da integração multissensorial, e a visão da janela pode até afetar a percepção térmica dos ocupantes.
Em um estudo comparativo realizado por Ko et al. (2020) em ambientes de trabalho, foram analisadas as avaliações dos usuários em questões térmicas e emocionais, comparando espaços com ou sem janela. No ambiente com janela, os participantes relataram uma sensação térmica mais fria, e 12% deles afirmaram estar termicamente confortáveis, sugerindo que as pessoas próximas à janela são mais tolerantes a pequenas variações de conforto térmico. Em relação às emoções, foram observados níveis mais altos de felicidade e satisfação, além de menor ocorrência de sentimentos negativos, como tristeza e sonolência, no ambiente com janela. Além disso, a memória e a capacidade de concentração foram melhores nesse mesmo espaço.
A análise da paisagem vista pela janela também é muito importante, e esse aspecto é abordado detalhadamente no parâmetro Otimizar vistas para o exterior.
Com base nesses resultados, fornecer uma janela com vista em ambientes de trabalho é importante para o conforto, emoção, memória e concentração dos usuários. Indiretamente, como demonstrado no estudo mencionado, isso também pode influenciar a percepção térmica do ambiente, resultando em uma potencial economia de energia utilizada para a climatização desses espaços.
Novas pesquisas estão sendo desenvolvidas utilizando painéis de iluminação circadiana (janelas falsas), que reproduzem o efeito de temperatura de cor e distribuição espectral da luz solar. Esta abordagem está sendo explorada como uma alternativa para ambientes onde não é possível ter uma abertura para o espaço exterior. Esta opção também está sendo estudada em ambientes hospitalares (ALBERTINI, SCARAZZATO, 2015).
