Universidade Ibirapuera Arquitetura e Urbanismo Conforto Ambiental: Insolação e Iluminação MÓDULO 2: ILUMINAÇÃO NATURAL
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- Luiz Eduardo Carreira Espírito Santo
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1 Universidade Ibirapuera Arquitetura e Urbanismo Conforto Ambiental: Insolação e Iluminação MÓDULO : INSOLAÇÃO MÓDULO : ILUMINAÇÃO NATURAL MÓDULO : ILUMINAÇÃO DE INTERIORES Docente: Claudete Gebara J. Callegaro º semestre de 0
2 CONFORTO AMBIENTAL MÓDULO : INSOLAÇÃO MÓDULO : INSOLAÇÃO Radiação Solar Geometria Solar Carta Solar Insolação de fachadas - Máscaras UNIB Arquitetura e Urbanismo - Turmas 7 e 8. Conforto Ambiental: Insolação e Iluminação Docente: Claudete Gebara J. Callegaro. Última intervenção em 0 set 0
3 CARTA SOLAR Principais conceitos Construção de carta solar Leitura de carta solar Aplicação da carta solar revisão detalhamento exercícios UNIB Arquitetura e Urbanismo - Turmas 7 e 8. Conforto Ambiental: Insolação e Iluminação Docente: Claudete Gebara J. Callegaro. Última intervenção em 0 set 0
4 OBJETIVO DA CARTA SOLAR Quanto ao aspecto insolação para o conforto ambiental em arquitetura, precisamos saber: o período de tempo em que determinado plano recebe diretamente a radiação solar, a área insolada nesse período. Podemos, com isso, planejar aberturas e proteções no ambiente construído, de modo a que a iluminação, a temperatura, a ventilação do lugar sejam adequados ergonomicamente às atividades previstas e ao público usuário. UNIB Arquitetura e Urbanismo - Turmas 7 e 8. Conforto Ambiental: Insolação e Iluminação Docente: Claudete Gebara J. Callegaro. Última intervenção em 6 ago 0
5 OBJETIVO DA CARTA SOLAR O grande desafio é representar as dimensões espaciais (latitude do Observador, posição do Sol) e a dimensão temporal (horas, dias) numa carta bidimensional. UNIB Arquitetura e Urbanismo - Turmas 7 e 8. Conforto Ambiental: Insolação e Iluminação Docente: Claudete Gebara J. Callegaro. Última intervenção em 0 set 0
6 OBJETIVO DA CARTA SOLAR Além disso, no caso da Arquitetura, há que se transformar relações temporais e espaciais para a geometria descritiva, que se resume na representação planificada de eixos de coordenadas espaciais. UNIB Arquitetura e Urbanismo - Turmas 7 e 8. Conforto Ambiental: Insolação e Iluminação Docente: Claudete Gebara J. Callegaro. Última intervenção em 0 set 0
7 OBJETIVO DA CARTA SOLAR A Carta Solar é um instrumento criado para representar a direção dos raios do Sol em relação a um ponto na Terra durante todo o ano solar, de maneira a podermos transferir tais medidas para a representação arquitetônica nos planos horizontal e vertical, visualizando assim a insolação em planta e corte. O desenho da carta solar é feito a partir da observação quanto à posição do Sol na esfera celeste em relação a um observador na esfera terrestre, e utiliza o sistema equatorial de coordenadas: nas horas do dia > longitude em cada dia do ano > declinação solar na posição do observador > latitude UNIB Arquitetura e Urbanismo - Turmas 7 e 8. Conforto Ambiental: Insolação e Iluminação Docente: Claudete Gebara J. Callegaro. Última intervenção em 0 set 0
8 UNIB Arquitetura e Urbanismo - Turmas 7 e 8. Conforto Ambiental: Insolação e Iluminação Docente: Claudete Gebara J. Callegaro. Última intervenção em 6 ago 0
9 TRANSFERIDORES AUXILIARES UNIB Arquitetura e Urbanismo - Turmas 7 e 8. Conforto Ambiental: Insolação e Iluminação Docente: Claudete Gebara J. Callegaro. Última intervenção em 0 set 0
10 Na fase preliminar de construção de uma Carta Solar, são criados instrumentos auxiliares válidos para todas as latitudes e tempos: azimute (ângulo γ em relação ao Norte) >>> PLANTA altura (ângulo α em relação ao azimute ou ao horizonte) > almocântara= lugar geométrico dos pontos da abóbada celeste com a mesma altura >>>CORTE CORBELLA e YANNAS, 00: AZIMUTES posição angular direta ALTURAS posição angular por projeção estereográfica UNIB Arquitetura e Urbanismo - Turmas 7 e 8. Conforto Ambiental: Insolação e Iluminação Docente: Claudete Gebara J. Callegaro. Última intervenção em 0 set 0
11 EXERCÍCIO : CONSTRUÇÃO DE TRANSFERIDOR AUXILIAR COMPOSTO DE: AZIMUTES >>> projeção do Sol no plano horizontal (planta) ALTURAS >>> projeção do Sol no plano vertical (corte, vista) Utilizar papel transparente ou acetato, para que o mesmo transferidor seja sobreposto a várias cartas solares. UNIB Arquitetura e Urbanismo - Turmas 7 e 8. Conforto Ambiental: Insolação e Iluminação Docente: Claudete Gebara J. Callegaro. Última intervenção em 0 set 0
12 EXERCÍCIO : Recomendações Para os Azimutes:. Desenhar círculo de raio =6,5cm para representar o plano do observador, lembrando que o observador está sendo visto em planta (ponto no centro do círculo), olhando para o norte;. Desenhar o diâmetro vertical (norte- sul, com norte para cima) e o diâmetro horizontal (lesteoeste, com leste à direita);. Dividir os 60 do círculo de 0 em 0, marcando os raios desde o centro até a circunferência externa (linha do horizonte do observador);. Iniciar a divisão no Norte solar. ângulo entre [direção N-S] e [direção Observador Sol] projetadas sobre o Plano do Observador (horizontal) PLANO DO OBSERVADOR LESTE Trabalho sobre ntacao-com-bussola-e-mapaparte--final/ UNIB Arquitetura e Urbanismo - Turmas 7 e 8. Conforto Ambiental: Insolação e Iluminação Docente: Claudete Gebara J. Callegaro. Última intervenção em 0 set 0
13 EXERCÍCIO : Recomendações Para as Alturas:. Desenhar circunferência de raio =6,5cm para representar a esfera celeste, lembrando que o observador está sendo visto em corte (em pé no centro);. Desenhar o diâmetro vertical (zênite-nadir, com zênite marcado na esfera celeste acima da cabeça do observador) e o diâmetro horizontal (plano do observador, com leste-nascente à direita e oeste-poente à esquerda), lembrando que o observador está olhando para o norte (que assim como o sul coincide em corte com o centro da circunferência, pois o plano do observador está sendo representado por uma linha);. Dividir um dos quadrantes do círculo de 0 em 0, iniciando pelo leste (basta quadrante); CONTINUA... UNIB Arquitetura e Urbanismo - Turmas 7 e 8. Conforto Ambiental: Insolação e Iluminação Docente: Claudete Gebara J. Callegaro. Última intervenção em 0 set 0
14 EXERCÍCIO : Recomendações Para as Alturas (continuação):. Unir os pontos obtidos na circunferência externa (alturas do sol na esfera celeste) com o nadir (projeção estereográfica para evitar muita distorção), assinalando as intersecções dessas linhas com o diâmetro horizontal (plano do observador, com leste à direita); 5. Desenhar circunferências com centro coincidente com o do círculo inicial e raios variando desse ponto até as intersecções obtidas no item anterior. UNIB Arquitetura e Urbanismo - Turmas 7 e 8. Conforto Ambiental: Insolação e Iluminação Docente: Claudete Gebara J. Callegaro. Última intervenção em 0 set 0
15 EXERCÍCIO : Recomendações Sobreposição dos transferidores de azimutes e de alturas: Norte Para reduzir a possibilidade de erros e facilitar o manuseio, os desenhos dos transferidores podem ser sobrepostos, obtendo-se um transferidor composto de azimutes e alturas. Para tanto, é necessário que centros e circunferências externas coincidam. 70 lugar geométrico das posições do Sol a 0 em relação à direção N-S 90 L e s t e 80 UNIB Arquitetura e Urbanismo - Turmas 7 e 8. Conforto Ambiental: Insolação e Iluminação Docente: Claudete Gebara J. Callegaro. Última intervenção em 0 set 0
16 CONSTRUÇÃO DE CARTA SOLAR FROTA. 00:76 Para a Carta Solar não fique exageradamente preenchida os gráficos, as alturas (raios das circunferências) são apenas marcadas num dos eixos e os azimutes o são na circunferência maior. UNIB Arquitetura e Urbanismo - Turmas 7 e 8. Conforto Ambiental: Insolação e Iluminação Docente: Claudete Gebara J. Callegaro. Última intervenção em 0 set 0
17 LINHAS DO TEMPO UNIB Arquitetura e Urbanismo - Turmas 7 e 8. Conforto Ambiental: Insolação e Iluminação Docente: Claudete Gebara J. Callegaro. Última intervenção em 0 set 0
18 A posição a cada hora do dia, em cada dia do ano, depende da latitude do lugar em que se encontra o Observador. Contudo, existe uma situação que é comum a qualquer latitude: nos equinócios, o dia é igual à noite em qualquer latitude. Sabe-se, pois, que o Sol nasce a Leste às 6 horas e se põe a Oeste às 8 horas. Outra condição fixa é o ângulo que limita os pontos de nascente e poente do Sol: 7 ao norte e ao sul do Equador, definindo os solstícios de inverno e verão. CARVALHO, 970: UNIB Arquitetura e Urbanismo - Turmas 7 e 8. Conforto Ambiental: Insolação e Iluminação Docente: Claudete Gebara J. Callegaro. Última intervenção em 0 set 0
19 Posição das trajetórias do Sol nos solstícios e equinócios, conforme a latitude do lugar, desde o Equador (0 ) até os Polos (90 ). (CARVALHO, 970:-) UNIB Arquitetura e Urbanismo - Turmas 7 e 8. Conforto Ambiental: Insolação e Iluminação Docente: Claudete Gebara J. Callegaro. Última intervenção em 0 set 0
20 EXERCÍCIO : CONSTRUÇÃO DE LINHAS DAS HORAS EM FUNÇÃO DA LATITUDE. Parte-se do princípio de que as horas do dia podem ser representadas numa circunferência (60 ). Cada gomo representa um intervalo de hora e corresponde a um fuso horário de 5.. Facilita o manuseio dos esquemas se a circunferência das horas tiver o mesmo raio do transferidor auxiliar composto (=6,5cm).. A transferência do círculo das horas para a Carta Solar varia conforme a latitude em que o Observador se encontra e é feita da maneira a seguir. UNIB Arquitetura e Urbanismo - Turmas 7 e 8. Conforto Ambiental: Insolação e Iluminação Docente: Claudete Gebara J. Callegaro. Última intervenção em 0 set 0
21 DETERMINAÇÃO DA POSIÇÃO DO SOL NAS HORAS DO EQUINÓCIO PARA: latitude 0 (Equador) h h N horas 5 DIA 8h 7h 6h 5h h h h 6h Em local de latitude 0 : NOITE encontro dos fusos no Norte ou no Sul h S. Ligar os pontos das horas (circunferência maior) aos extremos da linha norte-sul (encontro dos meridianos);. Marcar as intersecções dessas linhas com linha horizontal que representa a trajetória do Sol no equinócio na latitude 0. UNIB Arquitetura e Urbanismo - Turmas 7 e 8. Conforto Ambiental: Insolação e Iluminação Docente: Claudete Gebara J. Callegaro. Última intervenção em 0 set 0
22 DETERMINAÇÃO DA POSIÇÃO DO SOL NAS HORAS DO EQUINÓCIO PARA: latitude 0 Norte 8h deslocamento de 0 N horas 6h Quando a latitude do lugar for ao norte do Equador, supõe-se que o Observador veja o Sol (calor) ao se voltar para o Sul, pois ao Norte está o Polo (frio) >>> Sol inclinado em relação zênite do observador, em ângulo igual à latitude do lugar. Ex.: sol ao meio-dia no círculo de 60 (=90-0 ) do transferidor de alturas, no equinócio. 7h 6h 5h h h h 5 h S Também, nesse caso, o encontro dos fusos horários é deslocado para o sul, tantos graus quantos forem os da latitude do lugar. Ex.: encontro dos fusos deslocado 0 para o Sul (círculo de 0 em relação ao horizonte, pelo transferidor de alturas). UNIB Arquitetura e Urbanismo - Turmas 7 e 8. Conforto Ambiental: Insolação e Iluminação Docente: Claudete Gebara J. Callegaro. Última intervenção em 0 set 0
23 DETERMINAÇÃO DA POSIÇÃO DO SOL NAS HORAS DO EQUINÓCIO PARA: latitude 60 Sul 7h 8h O 5 6h 5h h h N horas h 6h L Quando a latitude do lugar for ao sul do Equador, supõe-se que o Observador veja o Sol (calor) ao se voltar para o Norte, pois ao Sul está o Polo (frio) >>> Sol inclinado em relação zênite do observador, em ângulo igual à latitude do lugar. Ex.: sol ao meio-dia no círculo de 0 (=90-60 ) do transferidor de alturas, no equinócio. deslocamento de 60 h S Também, nesse caso, o encontro dos fusos horários é deslocado para o norte, tantos graus quantos forem os da latitude do lugar. Ex.: encontro dos fusos deslocado 60 para o Sul (círculo de 60 a partir do horizonte, pelo transferidor de alturas). UNIB Arquitetura e Urbanismo - Turmas 7 e 8. Conforto Ambiental: Insolação e Iluminação Docente: Claudete Gebara J. Callegaro. Última intervenção em 0 set 0
24 Além do cálculo da posição do Sol nos equinócios, é possível determinar graficamente os crepúsculos nos solstícios. Para tanto, há necessidade de se repetir o processo anterior, pois a circunferência de referência é um pouco menor do que a primeira, mas não prosseguiremos nesta tarefa. CARVALHO, 970: UNIB Arquitetura e Urbanismo - Turmas 7 e 8. Conforto Ambiental: Insolação e Iluminação Docente: Claudete Gebara J. Callegaro. Última intervenção em 0 set 0
25 EXERCÍCIO : Representar graficamente crepúsculos (nascente e poente) e meio-dia nos equinócios para as seguintes latitudes: a) 0 b) 5 S c) 5 N d) 0 S e) 55 N f) 70 S g) 85 N h) 90 S Será feito em classe na próxima aula. Tragam material de desenho. UNIB Arquitetura e Urbanismo - Turmas 7 e 8. Conforto Ambiental: Insolação e Iluminação Docente: Claudete Gebara J. Callegaro. Última intervenção em 0 set 0
26 LEITURA DE CARTA SOLAR EXERCÍCIO : INTERPRETAÇÃO DE CARTAS SOLARES. Identificar as linhas dos dias (preto) e as linhas das horas (azul).. O cruzamento dessas coordenadas (ponto vermelho) indica o ponto em que o Sol se encontra naquele momento, para aquela determinada latitude (-0 ou 0 S). CONTINUA... labcon/aulas_009- /Aula7_GeometriaS olar.pdf UNIB Arquitetura e Urbanismo - Turmas 7 e 8. Conforto Ambiental: Insolação e Iluminação Docente: Claudete Gebara J. Callegaro. Última intervenção em 0 set 0
27 LEITURA DE CARTA SOLAR EXERCÍCIO : INTERPRETAÇÃO DE CARTAS SOLARES. A linha verde que parte do centro da Carta Solar (lugar do observador) e se une ao ponto vermelho (posição do Sol naquele momento e latitude) representa o azimute (ângulo entre a projeção do Sol no plano horizontal e a linha N-S).. O círculo vermelho com raio do centro da Carta Solar até o ponto vermelho representa a altura do Sol em relação ao plano do horizonte do observador. CONTINUA... Ângulo de 8 graus a leste do eixo Norte-Sul pode ser transferido para a PLANTA. A altura de 7 graus em relação ao horizonte (0 grau) pode ser transferida para o CORTE. UNIB Arquitetura e Urbanismo - Turmas 7 e 8. Conforto Ambiental: Insolação e Iluminação Docente: Claudete Gebara J. Callegaro. Última intervenção em 0 set 0
28 LEITURA DE CARTA SOLAR A insolação na face oeste ocorre das às 7 horas no solstício de inverno e das até aproximadamente 9 horas no solstício de verão, para a latitude de -0 graus (ou 0 S). UNIB Arquitetura e Urbanismo - Turmas 7 e 8. Conforto Ambiental: Insolação e Iluminação Docente: Claudete Gebara J. Callegaro. Última intervenção em 0 set 0
29 CONSTRUÇÃO DE CARTA SOLAR EXERCÍCIO 5: Aproximadamente quantas horas de Sol acontecem em cada latitude das cartas solares adiante, nos seguintes dias? a) 8/0 b) 0/0 c) /06 d) 7/08 e) 0/ f) / EXERCÍCIO 6: Em que posição o Sol estará, em cada latitude, nos seguintes horários do dia /, em PLANTA e CORTE? a) 6 b) 0 Serão feitos em classe na próxima aula. c) d) Tragam material de desenho. e) 6 f) 8 Imprimam as cartas solares adiante. EXERCÍCIO 7: Qual das latitudes recebe mais Sol, considerando-se o ano todo? UNIB Arquitetura e Urbanismo - Turmas 7 e 8. Conforto Ambiental: Insolação e Iluminação Docente: Claudete Gebara J. Callegaro. Última intervenção em 0 set 0
30 latitude 0 UNIB Arquitetura e Urbanismo - Turmas 7 e 8. Conforto Ambiental: Insolação e Iluminação Docente: Claudete Gebara J. Callegaro. Última intervenção em 0 set 0
31 latitude 0 N UNIB Arquitetura e Urbanismo - Turmas 7 e 8. Conforto Ambiental: Insolação e Iluminação Docente: Claudete Gebara J. Callegaro. Última intervenção em 0 set 0
32 latitude 0 S UNIB Arquitetura e Urbanismo - Turmas 7 e 8. Conforto Ambiental: Insolação e Iluminação Docente: Claudete Gebara J. Callegaro. Última intervenção em 0 set 0
33 latitude S UNIB Arquitetura e Urbanismo - Turmas 7 e 8. Conforto Ambiental: Insolação e Iluminação Docente: Claudete Gebara J. Callegaro. Última intervenção em 0 set 0
34 APLICAÇÃO DA CARTA SOLAR UNIB Arquitetura e Urbanismo - Turmas 7 e 8. Conforto Ambiental: Insolação e Iluminação Docente: Claudete Gebara J. Callegaro. Última intervenção em 0 set0
35 O ser humano depende da exposição à luz natural para ativar uma série de funções fisiológicas, p. ex.: estímulo anti sonolência e anti depressão, processamento da vitamina D e fixação do cálcio. A luz natural que entra num ambiente consiste em: luz proveniente diretamente do sol, chamada luz direta; luz difundida na atmosfera através da abóbada celeste luz difusa; luz refletida do entorno. O seu desempenho depende diretamente do projeto, sendo definido já nas etapas iniciais do mesmo. UNIB Arquitetura e Urbanismo - Turmas 7 e 8. Conforto Ambiental: Insolação e Iluminação Docente: Claudete Gebara J. Callegaro. Última intervenção em 0 set 0
36 A luz pode entrar de duas maneiras em uma edificação: pelos lados (lateral), por cima (zenital). MONTERO, 006:96 UNIB Arquitetura e Urbanismo - Turmas 7 e 8. Conforto Ambiental: Insolação e Iluminação Docente: Claudete Gebara J. Callegaro. Última intervenção em 0 set 0
37 MONTERO, 006:0 UNIB Arquitetura e Urbanismo - Turmas 7 e 8. Conforto Ambiental: Insolação e Iluminação Docente: Claudete Gebara J. Callegaro. Última intervenção em 0 set 0
38 Devem ser consideradas as sombras produzidas por obstáculos externos, seja por impedirem a incidência direta de luz solar nas áreas que necessitam de maior insolação, como dormitórios e salas, seja para protegerem a edificação nas horas de maior aquecimento do dia. O sombreamento pode ser obtido por meio de: vegetação, componentes da própria edificação, como pérgulas horizontais ou verticais, venezianas, brises externos e outros protetores solares, elementos internos. O sombreamento pode propiciar economia energética tanto no calor como no frio, com a redução do uso, respectivamente, de aparelhos de refrigeração ou de aquecimento. CAIXA, 00:6 UNIB Arquitetura e Urbanismo - Turmas 7 e 8. Conforto Ambiental: Insolação e Iluminação Docente: Claudete Gebara J. Callegaro. Última intervenção em 0 set 0
39 UNIB Arquitetura e Urbanismo - Turmas 7 e 8. Conforto Ambiental: Insolação e Iluminação Docente: Claudete Gebara J. Callegaro. Última intervenção em 0 set 0
40 UNIB Arquitetura e Urbanismo - Turmas 7 e 8. Conforto Ambiental: Insolação e Iluminação Docente: Claudete Gebara J. Callegaro. Última intervenção em 0 set 0
41 MONTERO, 006: UNIB Arquitetura e Urbanismo - Turmas 7 e 8. Conforto Ambiental: Insolação e Iluminação Docente: Claudete Gebara J. Callegaro. Última intervenção em 0 set 0
42 O sombreamento pode ser interessante como técnica de resfriamento passivo, não permitindo que a radiação solar direta penetre no ambiente durante as horas de maior aquecimento do dia. O sombreamento pode ser obtido por meio de: vegetação, componentes da própria edificação, como pérgulas horizontais ou verticais, venezianas, brises externos e outros protetores solares, elementos internos. Deve-se identificar a necessidade de sombreamento dos componentes da arquitetura e do empreendimento (paredes, janelas, coberturas, locais externos para circulação etc.) conforme a localização da construção, de maneira a se reduzir custos com energia, seja para aquecimento, seja para resfriamento dos ambientes. A Carta Solar e as recomendações por zona bioclimática fornecem as diretrizes para um tratamento arquitetônico quanto à insolação. UNIB Arquitetura e Urbanismo - Turmas 7 e 8. Conforto Ambiental: Insolação e Iluminação Docente: Claudete Gebara J. Callegaro. Última intervenção em 0 set 0
43 CAIXA, 00:70 UNIB Arquitetura e Urbanismo - Turmas 7 e 8. Conforto Ambiental: Insolação e Iluminação Docente: Claudete Gebara J. Callegaro. Última intervenção em 0 set 0
44 REFERÊNCIAS CAIXA ECONÔMICA FEDERAL. Parte II Categoria : Projeto e Conforto. Boas práticas para habitação mais sustentável (Manual do Selo Casa Azul). Coordenadores Vanderley Moacyr John, Racine Tadeu Araújo Prado. São Paulo: Páginas & Letras - Editora e Gráfica, _CASA_AZUL_CAIXA_versaoweb.pdf CORBELLA, Oscar; YANNAS, Simos. Em busca de uma Arquitetura Sustentável para os trópicos - conforto ambiental. Rio de Janeiro: Revan, 00. FROTA, Anésia Barros. Geometria da Insolação. São Paulo: Geros, 00. MONTEIRO, Celso Antonio. Método de observação simulada do movimento aparente diurno do sol para estudos de insolação e iluminação solar, por meio de maquetes, em projetos arquitetônicos. Dissertação de Mestrado. Universidade Mackenzie. São Paulo, 998. MONTERO, Jorge Isaac Perén. Ventilação e iluminação naturais na obra de João Filgueiras Lima, Lelé: Estudo dos hospitais da rede Sarah Kubitschek Fortaleza e Rio de Janeiro. Dissertação de Mestrado. Escola de Engenharia de São Carlos - Universidade de São Paulo, UNIB Arquitetura e Urbanismo - Turmas 7 e 8. Conforto Ambiental: Insolação e Iluminação Docente: Claudete Gebara J. Callegaro. Última intervenção em 0 set 0
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