MÉTODO DE DESIGN DE FACHADAS DE COBOGÓS PARA A FILTRAGEM DA LUZ NATURAL

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1 MÉTODO DE DESIGN DE FACHADAS DE COBOGÓS PARA A FILTRAGEM DA LUZ NATURAL Design method of cobogó facades for filtering natural light Sakaragui, Denise Sayuri; FEC, UNICAMP denise.sakaragui@gmail.com Harris, Ana Lucia Nogueira de Camargo; Profa. Dra; FEC, UNICAMP luharris@fec.unicamp.br Resumo Com a atual preocupação ambiental, a luz natural, tende a ser cada vez mais utilizada nas edificações como complemento da luz artificial, voltando a ser priorizada, juntamente com outros aspectos climáticos locais nos projetos arquitetônicos brasileiros. Neste contexto, o objetivo desta pesquisa foi o de desenvolver uma metodologia para a elaboração de elementos arquitetônicos vazados, do tipo cobogó, que permitam a construção de fachadas compositivas a partir de uma família de módulos provenientes de uma mesma unidade modular. O método aqui descrito foi desenvolvido com o propósito de contribuir com o desenvolvimento criativo, qualitativo e estético de fachadas de cobogós visando a possibilidade de se realizar um controle adequado da luz natural sem perda do padrão estético compositivo da fachada no edifício arquitetônico. Palavras Chave: cobogó; iluminação; projeto arquitetônico. Abstract With current environmental concerns, artificial light, tends to be used increasingly more in buildings to supplement natural light. It is a priority along with other aspects of local climate in the architectural projects in Brazil. In this context, the objective of this research was to develop a methodology for the preparation of architectural elements of the Cobogó kind, allowing the development of compositional facades from a family of modules from a single modular unit. The method described in this article was developed with the aim of contributing to the creative development, qualitative and aesthetic Cobogó facades seeking the possibility of performing an adequate control of natural light without losing the aesthetic standards of composition of the facade on the building architecture. Keywords: Cobogó; lighting; architectural design.

2 1. Introdução Desde os primórdios da arquitetura, a iluminação natural sempre teve um papel importante, tanto no aspecto estético quanto no aspecto funcional. O estudo da luz natural já é presente nos tratados de arquitetura de Vitrúvio há mais de 2000 anos. (AMORIM, C. N. D, 2002) Arquitetos modernistas valorizaram o uso da luz natural com a aplicação de fachadas de elementos vazados, denominados aqui de cobogós (BAKER et al., (1993) apud GOMES, 2008). Porém, as cortinas de vidro, trazidas por Mies van der Roche e outros, na metade do século XX, tornaram-se ícones para a construção de edifícios de escritórios e transformaram-se em sinônimos de poder. Com a ampla utilização de sistemas de iluminação e de climatização bem como o aumento das populações urbanas, gerou-se uma situação preocupante com relação à energia, que se agravou provocando a crise de energia da década de 70. Com isso, a questão ambiental voltou a ser colocada em foco, pois é mais barato economizar energia do que fornecêla. (LAMBERTS, R. et al., 1997). Em determinadas regiões brasileiras, onde o gasto com climatização artificial é alto devido às altas temperaturas, é possível minimizar gastos com ar-condicionado com projetos arquitetônicos mais adequados, como por exemplo os que utilizam controladores de luz como brises-soleil, prateleiras solares, varandas sombreadas e fachadas de elementos vazados que permitem filtrar o sol excessivo e ao mesmo tempo garantir um fluxo de ventilação adequado. Atualmente, somando-se às preocupações com as questões ambientais, a busca por soluções que racionalizem o uso de energia, a luz natural é revalorizada no interior das edificações. Elementos como filtros e bloqueadores solares voltam a fazer parte do cenário no projeto arquitetônico. No caso dos elementos vazados, a pouca variedade geométrica no mercado de construção brasileiro aliado à pouca versatilidade compositiva dos mesmos inspiraram a temática desta pesquisa, que teve por objetivo principal o desenvolvimento de uma metodologia para a criação de famílias de cobogós que permitam a aplicação de diferentes efeitos compositivos para fachadas com a manutenção de uma mesma linguagem estética. Pretendeu-se com esta pesquisa, contribuir para o desenvolvimento criativo, qualitativo e estético de fachadas de cobogós em projetos arquitetônicos. 2. Apresentação do Método O método desenvolvido desta pesquisa foi composto basicamente de duas etapas: o desenvolvimento da família de cobogós e a realização de simulações para auxiliar à tomada de decisões relacionadas ao projeto, descritos a seguir Desenvolvimento de famílias de cobogós Para se realizar um estudo prévio sobre as possibilidades compositivas de cobogós variando-se apenas a sua relação de cheios e vazios (obstruções), foi utilizado um modelo de formulação matemática para implementação genérica que tem como primeiro passo a variação da obstrução deste elemento, Figura 1.

3 Figura 1: exemplo de criação de uma unidade modular base e derivações por subdivisão e obstrução. Este método proporciona um leque de opções compositivas que podem ser exploradas criativamente, como por exemplo, com o uso de operações de simetria no plano. O uso de escolhas de elementos com diferentes graus de obstrução permite que se possa trabalhar adequadamente com eventuais variações nas necessidades de filtragem da iluminação. Para que o projeto de fachada de cobogós permita a filtragem, o controle e o direcionamento da luz natural com qualidade estética e funcionalidade, é necessário que, além dos estudos estéticos, seja definida a quantidade de luz necessária. Esta pode ser obtida a partir do levantamento das atividades a serem desenvolvidas no ambiente bem como suas alturas. Com o apoio norma vigente da (ABNT) NBR 5413 pode-se obter os valores de iluminâncias médias para interiores em lux e finalmente iniciar um processo de simulações até à otimização das soluções projetais Desenvolvimento das simulações A segunda etapa foi a execução de simulações que permitiram a realização de estudos considerando as necessidades reais de iluminação no interior, permitindo também avaliar o uso isolado ou misto de luz artificial e natural. Um software gratuito e que serve bem para este propósito é o DIALux, destinado ao cálculo de iluminação, que realiza desde os cálculos mais simples até os mais avançados. Outra opção é a realização de simulações físicas, a partir do uso de modelos reduzidos. A vantagem em se utilizar modelos físicos para estudos de iluminação, é que, diferente de outras simulações ambientais, a luz natural permite a constatação de efeitos de iluminação sem a necessidade de transposição de escalas, como acontece com simulações acústicas ou térmicas. A partir deste tipo de simulação é possível se obter parâmetros suficientes para a realização de uma tomada de decisão quanto ao projeto da família de cobogós, bem como da composição da fachada realizando pré-visualizações das soluções, ainda em fase de projeto de modo mais realístico. 3. Aplicação do método desenvolvido A partir do método 3 de Gomes (2008) e de estudos de superfície de Rubim (2005), foram desenvolvidas unidades modulares que serviriam para a criação de famílias de cobogós, Figura 2. Figura 2: Projeto de unidades modulares básicas. Eleita uma unidade, esta serviu como matriz para a geração de uma família de cobogós por meio da variação de cheios e vazios de suas sub-regiões. Desta família foram escolhidos

4 quatro modelos e destes, gerados diferentes painéis compositivos. A Figura 3 ilustra um exemplo (a esquerda) de diferentes elementos modulares de uma mesma família de cobogós e (a direita) painéis desenvolvidos com diferentes arranjos compositivos para a realização de simulações tridimensionais digitais e físicas. painel 1 painel 2 painel 3 Figura 3: exemplos de estudos de possibilidades de obstrução para a geração das famílias e painéis resultantes para as simulações físicas de fachadas. Para a realização dessas simulações foram feitos estudos sobre o comportamento da luz (LAMBERTS, R. et al., 1997) e de necessidades de iluminação no interior de ambientes (ABNT/NBR 5413). Escolheu-se como ambiente base, uma sala de aula e definiu-se como iluminação desejada, uma faixa aceitável de lux. Em seguida, iniciou-se as simulações digitais com uso do programa DIALux (GmbH, versão 4.7) que simula a incidência de luz em uma edificação gerando resultados em unidades lux para cada superfície da sala estudada (Figura 4). As simulações virtuais no programa foram realizadas para três painéis desenvolvidos. Para cada um, foi realizada uma simulação para cada estação do ano: solstício de inverno, solstício de verão, equinócio de primavera e equinócio de outono. O horário escolhido foi 10:30h da manhã, pois permitia uma boa visualização da incidência solar no interior da edificação.

5 Exemplo da interface do sw Dialux Painel 1 21 de junho Figura 4: Exemplos das simulações realizadas no software Dialux As simulações físicas foram realizadas com o uso de painéis de MDF (Médium Density Fiberboard), cortados com o uso de uma cortadora Laser Universal, no LAPAC (Laboratório de Automação e Prototipagem para Arquitetura e Construção) da Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo da Unicamp (FEC-UNICAMP). Estes painéis foram inseridos numa maquete, desenvolvida por Lopes (2008) também confeccionada em MDF e revestida com tinta de alta reflexão branca. Nesta maquete foram inseridos orifícios para a colocação da lente de uma câmera fotográfica e para melhor visualização. Figura 5: Simulações com o Heliodon no LACAF FEC UNICAMP. Com a maquete pronta, realizou-se simulações com o uso de um Heliodon (aparelho que simula a variação da luz solar em maquetes), no LACAF (Laboratório de conforto ambiental e física aplicada), da FEC-UNICAMP (Figura 5) e simulações com a luz natural, para estudar de efeitos de luz e sombra no interior do ambiente Figura 6.

6 Figura 6: Simulações física para efeitos de luz e sombra, com painéis de cobogós e luz natural em modelos reduzidos. 4. Considerações finais Este artigo apresentou um método desenvolvido para auxiliar no projeto de fachadas de cobogós de modo a permitir variações no fluxo e filtragem da luz minimizando as interferências estéticas. A base deste método é a manipulação da luz necessária no interior do edifício a partir do desenvolvimento de famílias de cobogós com variações de cheios e vazios em suas modulações. Consequentemente, observa-se a possibilidade de se trabalhar soluções estéticas para uma fachada de cobogós vinculando-a diretamente à racionalização da luz artificial, ao controle da luz natural e a ventilação no interior do ambiente. 5. Referências AMORIM, C. N. D. Iluminação natural e eficiência energética- Parte I: Estratégias de Projeto PARA UMA ARQUITETURA SUSTENTÁVEL. CADERNOS ELETRÔNICOS DA PÓS -FAU - UNB GOMES, G. C. Desenvolvimento de uma metodologia pra o projeto de paredes de elementos vazados fundamentada na gramática compositiva das simetrias planas. Campinas: Iniciação Científica, FEC-UNICAMP, orient- Profa. Dra. Ana Lúcia N.C. Harris, Relatório final, LAMBERTS, R. et al. Eficiência energética na arquitetura. São Paulo: PW Editores, LOPES, R.S. Análise geométrica e caracterização de prateleiras solares segundo as variações de curvatura e angulação: prototipagem e análise luminosa para consultas on-line.(ic/fec/unicamp, 2008). RUBIM, R. Desenhando a Superfície. São Paulo: Rosari, 2005.