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.
A sensação de luz filtrada pelas folhas de uma árvore é agradável, transmitindo uma sensação de vida, alegria e juventude. A sombra é efêmera, trazendo poesia e simbolismo ao ambiente.
A luz direta produz sombras fortes, com contornos agressivos e contrastes intensos. Já a luz filtrada apresenta imagens e contornos mais suaves, sem limites definidos e contrastes menores. A luz filtrada também reduz o risco de ofuscamento.
Para obter uma luz filtrada, pode-se cobrir parcialmente a abertura com trepadeiras, treliças e pérgolas. O jogo de luz e sombra criado por esses elementos servirá como proteção contra parte da iluminação natural e suavizará sua entrada no ambiente.
***
Navegue pelo Pinterest para desenvolvimento de repertório:
A vegetação desempenha um papel fundamental na criação de microclimas, melhorando a qualidade e a umidade do ar, reduzindo os efeitos da ilha de calor e proporcionando conforto térmico. Além disso, ela ajuda a reduzir a poluição sonora e contribui para a criação de hierarquia de luz e paisagens que conectam o ambiente interno e externo.
No entanto, as aberturas laterais dos edifícios podem ser obstruídas facilmente por edifícios vizinhos ou árvores. Para lidar com essa situação, é possível utilizar espécies caducas, que permitem que a luz solar alcance o edifício quando desejado e ofereçam sombreamento quando a luz solar é indesejável.
É importante notar que o sombreamento por vegetação funciona melhor em construções térreas. Para edifícios mais altos, o sombreamento pode ser ineficiente em alguns andares e excessivo em outros. No entanto, uma vantagem do sombreamento com vegetação em comparação com coberturas mais pesadas é que a luz é filtrada pela vegetação, não sendo completamente bloqueada, criando assim o efeito conhecido como luz filtrada.
As vias de circulação representam os espaços vazios na cidade, intercalados entre os volumes sólidos dos edifícios, e podem ser utilizados para permitir a entrada de luz natural em áreas com alta densidade de construção. Em geral, podemos afirmar que vias mais amplas resultam em maior distância entre os edifícios, o que permite maior penetração de luz solar e ampla visibilidade do céu dentro do tecido urbano. Além disso, edifícios mais altos podem ser construídos sem que o sombreamento prejudique as construções vizinhas.
A orientação das vias exerce uma influência direta na orientação das fachadas dos edifícios. É aconselhável que as fachadas mais longas estejam voltadas para norte e sul, pois essas orientações facilitam o sombreamento e a proteção contra uma exposição solar indesejada.
Em ruas com orientação desfavorável, onde a fachada fica sombreada durante o inverno e extremamente exposta ao sol durante o verão, é recomendável o uso de elementos arquitetônicos como varandas, marquises e beirais amplos.Ver dispositivos de sombreamento.
Em climas quentes e úmidos, é importante que a orientação das ruas proporcione um ambiente agradável para que as pessoas possam permanecer no espaço público. Os caminhos para pedestres devem ser curtos e sombreados. Para alcançar isso, é desejável utilizar elementos como vegetação, marquises e alargamentos em trechos específicos.
A composição, adensamento ou espessamento do tecido urbano desempenham um papel significativo na captura de luz natural para os espaços internos. Compreender as diversas composições do traçado urbano e saber quais estratégias de iluminação natural utilizar contribui para maximizar a entrada de luz nos ambientes internos e proporcionar conforto aos usuários.
O desenho urbano influencia diretamente a quantidade de luz natural que alcança os edifícios, a visibilidade do céu e a conexão com o exterior. Existem várias configurações possíveis, e os exemplos bem-sucedidos de edifícios são aqueles que demonstram um profundo conhecimento do local e do seu desenho urbano, visando uma perfeita integração.
Alguns exemplos comuns de traçado urbano incluem diferentes desenhos de quadras:
Quanto ao agrupamento de edifícios:
Na primeira imagem, é perceptível a presença de quarteirões irregulares com traçados de rua e lotes variados, sem um padrão definido. Nessas situações, é necessário analisar individualmente cada lote a ser construído e considerar o impacto das edificações ao redor. Por outro lado, quando os quarteirões possuem formato retangular, o desenho urbano segue um traçado mais formal, com ruas e avenidas bem definidas e uma hierarquia de vias clara. Já as superquadras são um modelo regionalizado, caracterizadas por quadras extensas, com edifícios diversos e espaços vazios. Um modelo semelhante é a implantação de blocos padronizados e abertos de edifícios dentro da quadra, em que os edifícios são próximos, mas não totalmente interligados, permitindo uma comunicação dentro da quadra.
No que diz respeito à implantação dos edifícios nas quadras, eles podem ser agrupados em blocos ou ser torres isoladas. No primeiro caso, a proximidade entre os edifícios aumenta o impacto em relação à iluminação, enquanto que a torre isolada, a menos que esteja em uma área urbana densa com outros edifícios altos, tem um impacto menor no entorno, mas pode gerar um impacto significativo, especialmente se estiver cercada por edifícios baixos ou térreos.
Para analisar a influência do tecido urbano na iluminação, vamos considerar os seguintes parâmetros:
A carta solar é elaborada por meio da projeção do percurso do sol, representando graficamente sua trajetória ao longo do ano e em diferentes horas do dia em um plano horizontal. Essas cartas desempenham um papel importante na elaboração do desenho urbano, auxiliando na definição de vias de circulação, estudos de insolação e sombreamento, e na escolha da arborização urbana para proporcionar sombreamento, entre outros aspectos.
Um estudo cuidadoso de desenho urbano evita a implantação de vias de grande fluxo orientadas no sentido leste-oeste, pois o sol poente pode causar acidentes automobilísticos e desconforto visual para os usuários dessas vias. Além disso, esse estudo auxilia na seleção adequada de espécies vegetais, proporcionando sombreamento ou exposição solar nos passeios e edificações de acordo com a época do ano.
O estabelecimento de gabaritos e recuos dos edifícios resulta em diferentes níveis de exposição solar para as construções vizinhas, e o uso das cartas solares permite prever esses efeitos. Na escala do edifício, as cartas solares auxiliam na escolha da orientação mais adequada e na análise da incidência solar em cada fachada.
Uso das cartas solares:
As cartas solares utilizadas como referência foram disponibilizadas por Bittencourt (2015) e apresentam projeções detalhadas do percurso do sol. Elas fornecem intervalos de 30 dias durante os períodos próximos aos solstícios e 15 dias nos períodos próximos ao equinócio. Dessa forma, é possível encontrar informações precisas para qualquer dia do ano por meio de extrapolação.
Definições usadas na carta solar:
Para determinar a altura solar de um dia e horário específico em um ponto específico (ponto A no diagrama), utilize um compasso e projete-o na escala de ângulos localizada no eixo norte/sul da carta solar. O azimute, indicado de 10º a 10º no lado externo do círculo, pode ser encontrado traçando uma reta do centro da carta solar até o ponto desejado e estendendo-a até o perímetro do círculo. O ângulo resultante, medido no sentido horário em relação ao norte da carta solar, determinará o azimute do local estudado. Com essas duas coordenadas, é possível localizar qualquer posição do sol na abóbada celeste.
Para extrair as informações imediatas da carta solar, é importante observar os horários de insolação nas superfícies verticais (fachadas) de acordo com sua orientação. Para ilustrar melhor, segue um exemplo sobre como utilizar a carta solar:
Para começar, oriente a carta solar de acordo com a localização do edifício, traçando uma linha pelo centro do gráfico com a mesma orientação do terreno, garantindo que o norte da carta esteja alinhado com o norte do terreno. Dessa forma, teremos o gráfico dos quatro lados do terreno e a representação da insolação incidente em diferentes horas do dia. A figura a seguir mostra um exemplo de carta solar orientada de acordo com um edifício localizado na cidade de Campinas, SP.
Ao analisar as fachadas, observa-se que a fachada Noroeste recebe sol durante todo o dia no inverno, desde que não haja obstáculos ao redor. Já no verão, o sol incide apenas durante a tarde. A fachada nordeste recebe sol pela manhã e sol da tarde no sudoeste. Por outro lado, a fachada sudeste apresenta menor exposição solar direta, principalmente de manhã, especialmente durante o verão.
Ao considerar essas informações, conclui-se que a intensidade da radiação solar em uma determinada época do ano pode ser excessiva e, portanto, indesejável. Para evitar que essa radiação alcance em excesso os ambientes internos, é possível utilizar dispositivos de sombreamento.
Com base nas informações obtidas da carta solar, é possível tomar decisões acertadas tanto na escala urbana quanto na concepção da edificação. Assim, torna-se crucial utilizar esse recurso para embasar decisões relacionadas à iluminação natural.
A topografia acidentada de uma região, juntamente com a presença de água e vegetação, resulta em uma maior variedade de climas, conhecidos como microclimas. Esses microclimas podem ser explorados para proteger as edificações da exposição solar indesejada e devem ser considerados nos estudos de insolação das fachadas.
Aproveitar a topografia é um ponto de partida importante para criar o microclima ideal. As elevações naturais são eficazes para modular o clima. Depressões amplas permitem aproveitar o sombreamento durante os horários de sol mais baixos, especialmente no verão. Nessas situações, o sombreamento é mais eficiente quando a barreira topográfica está localizada a uma certa distância da área sombreada, proporcionando proteção contra o sol baixo, ao mesmo tempo em que permite a entrada de luz difusa e refletida entre a barreira e o edifício. A presença de colinas circundantes pode ser uma vantagem significativa para simplificar os desafios nas fachadas leste e oeste.
No estudo de insolação, é importante localizar os edifícios mais altos e considerar a influência de suas sombras, juntamente com o desenho da topografia. Essas sombras podem oferecer oportunidades de insolação para as edificações mais baixas, especialmente em climas mais frescos. Em áreas onde as sombras persistem por longos períodos do dia, é possível destinar esses espaços a instalações que requerem menos luz solar, como estacionamentos.
O espaçamento entre edifícios e a largura das vias de circulação são outros aspectos importantes a considerar. Quando o espaçamento entre edifícios é maior, há a possibilidade de construir edifícios mais altos.
O clima exerce influência sobre a forma e a quantidade de luz solar que pode ser aproveitada dentro de um edifício.
A arquitetura deve estar em sintonia com as características naturais do local onde está inserida. Considerando a grande diversidade de climas, as variações no céu e as diferentes necessidades das pessoas em relação à luz, não faz sentido que a arquitetura seja uniforme em todas as regiões.
O Brasil, devido às suas dimensões continentais, apresenta uma ampla diversidade de climas. As regiões brasileiras são extensas, superando muitos países, e possuem variações climáticas que são influenciadas pela topografia, cobertura vegetal, presença de corpos d’água e outros fatores.
Zoneamento bioclimático brasileiro
Nesta ferramenta é utilizada como referência o zoneamento bioclimático brasileiro atual, estabelecido pela norma ABNT NBR 15220-3:2015. Essa norma divide o território em oito zonas distintas e fornece diretrizes técnicas de construção para o condicionamento térmico passivo em cada zona. Além disso, a norma registra a classificação climática de 330 cidades brasileiras.
***
O acesso à luz solar e a trajetória do sol no céu variam de acordo com a época do ano e a latitude. Compreender o comportamento do sol em diferentes latitudes é fundamental para entender como a luz natural se comporta em várias regiões ao redor do mundo. Esse conhecimento é essencial para o processo de projeto e na busca por referências, uma vez que diferentes latitudes exigem soluções específicas.
Latitude é a medida angular que indica a distância de um ponto em relação à linha do Equador, medida ao longo do meridiano que passa por esse ponto. Ela é expressa em graus e varia de 0° no Equador até 90° nos polos Norte e Sul. A latitude é usada para determinar a posição de um local na superfície da Terra, facilitando a navegação, a cartografia e a localização geográfica. Consequentemente, as maiores latitudes estão próximas aos pólos, enquanto as menores latitudes estão próximas ao Equador. Ela desempenha um papel fundamental na determinação do clima, das estações do ano e das características geográficas de uma região.
A trajetória do sol no céu é influenciada pela época do ano e pela latitude do local. Em regiões próximas ao Equador, que possui latitude 0º, a trajetória do sol ao longo do ano é simétrica.
Em regiões com latitudes maiores, mais distantes do Equador, o gráfico solar apresenta formas assimétricas no eixo norte/sul. A latitude do local é o que determina este padrão na carta solar, que por sua vez influencia o estudo de insolação das fachadas.
