APLICAÇÕES DA CARTA SOLAR:

Transcrição

1 APLICAÇÕES DA CARTA SOLAR: TRAÇADO DE SOMBRAS E PROJETOS DE DISPOSITIVOS DE PROTEÇÃO SOLAR Profa. Doris CCK C.C.K. Kowaltowski Profa. Lucila C. Labaki Colaboração: Cristiane Dacanal (PED) Disciplina AU 115 / 2010 Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo

2 CARTA SOLAR Aplicações: Determinar a sombra de um volume sobre o outro; Determinar a sombra de um volume sobre o plano horizontal (terreno); Determinar manchas de sol no interior dos ambientes; Diagnosticar os recuos apropriados para insolação e iluminação das edificações; Verificar possíveis influências da topografia no sombreamento do terreno. Nueva School Hillsborough, CA

3 SOMBRA Influência da altura e do azimute solar. Varia ao longo do dia e do ano. Dias mais críticos: solstícios, pois as sombras causadas pelas edificações são maisextensas (baixa altura solar). Os raios solares incidem mais nos ambientes

4 Meios de representação Geometria descritiva Gráficos auxiliares sobrepostos às cartas solares fachada/ abertura Carta solar Transferidor auxiliar

5 GEOMETRIA DESCRITIVA: PROJEÇÃO MONGEANA (ÉPURA)

6 Ministro da Marinha Francesa Gaspar Monge ( ) 1818) Geometria descritiva é a parte da Matemática quetem por fim representar sobre um plano as figuras do espaço, demodo a poderresolver, resolver, com o auxílio dageometria Plana, os problemas em que se consideram as três dimensões. 1. construção de vistas 2. obtenção das verdadeiras grandezas 3. construção deprotótipos doobjetoobjeto representado

7 Geometria Descritiva PLANO DE PROJEÇÃO É o plano sobre o qual se projeta uma figura. PLANO VERTICAL DE PROJEÇÃO É o plano onde incidem os raios projetantes horizontais. Neste plano aparece a projeção vertical do objeto. PLANO HORIZONTAL DE PROJEÇÃO É o plano onde incidem os raios projetantes verticais. Neste plano aparece a projeção horizontal do objeto.

8 Os 4 ângulos são numerados no sentido antihorário, e denominados 1 º (uso no Brasil), 2 º, 3 º, e 4 º DIEDROS Intersecção dos planos de projeção: LINHA DE TERRA (LT)

9 Representação Retas Planos Volumes

10 DETERMINAÇÃO DA VERDADEIRA GRANDEZA DA ALTURA SOLAR (H) E DA ALTURA SOLAR PROJETADA (HV)

11 Sol h - Altura solar obtida na Carta Solar a Azimute solar obtido na Carta Solar hv Sombra projetada

12 Sombra de uma haste Projeção em Épura é igual a de uma reta

13 Traçado de Sombras Caso 1: Edificação Caso 2: Conjunto de Edifícios

14 Roteiro 1º) Desenho em Planta (PH) e vista (PV) com orientação de acordo com o Norte Verdadeiro 2º) Qual a altura solar e o azimute solar? Verificar na Carta Solar 3º) Fazer um croqui em Épura mostrando onde está o Sol e a sombra de uma haste PV LT PH

15 Roteiro 1º) Utilizar hv para desenhar as sombras no PV 2º) Utilizar azimute + 180º para projetar as sombras no PH 3º) Cruzar estas linhas para obtenção das sombras em planta e vista PV LT PH

16 Roteiro 1º) Utilizar hv para desenhar as sombras no PV 2º) Utilizar azimute + 180º para projetar as sombras no PH 3º) Cruzar estas linhas para obtenção das sombras em planta e vista PV LT PH

17 Auxiliam visualizar as interferências de elementos e o sombreamento Modelos tridimensionais

18 Alternativas de projeto Prismas de Iluminação: podem ser usados para das formas às edificações e recuálas de modo a garantir níveis de iluminação adequados nas ruas e edificações adjacentes. Ângulos de recuos para iluminânciaadequada: i i d dependem da altura solar, portanto, variam conforme a latitude.

19 Influência no desenho urbano e na volumetria da arquitetura

20 Penetração do sol pelas aberturas Caso 3: Mancha de sol no piso Caso 2: Mancha de sol no piso e paredes Roteiro de desenho: idêntico. Hv utilizado no Plano Vertical Az+180º no plano horizontal Vistas secundárias, quando necessário

21 Alternativas para ter acesso ao sol

22 Penetração do sol pelas aberturas É útil para visualizar se os raios solares incidem sobre as superfícies no interior de um ambiente paredes, piso, mesas, lousa, etc. Dependendo da função do ambiente e de diretrizes bioclimáticas, é necessário obstruir os raios solares diretos. Para tanto, pode se modificar as aberturas ou incorporar dispositivos de proteção solar, tais como, cortinas, toldos, brises fixos ou móveis. 3rd & Benton/7th & Grandview Primary Centers Los Angeles, California

23 DISPOSITIVOS DE PROTEÇÃO SOLAR

24 Marquises, Sacadas, Toldos, Pergolados Colégio Experimental Brasil Paraguai Affonso Eduardo Reidy, 1952 Fairfield Secondary School Bristol, 2006 Escola Municipal Olga Breve Alves Cidade Cândido Mota Parque Burle Marx S. Paulo

25 Elementos vazados, painéis Escola de ensino fundamental, Campinas SP André Vainer e Guilherme Paoliello Escola FDE Jardim Ataliba Leonel, São Paulo, Ângelo Bucci e Alvaro Puntoni, Escola FDE Campinas F1, Campinas/SP, MMBB, 2004 Escola FDE Várzea Paulista, SP FGMF Arquitetos. 2008

26 Quebra sóis: fixos ou móveis VERTICAIS HORIZONTAIS COMBINADOS Casa do lago UNICAMP, Campinas Centro de Cultura Judaica Projeto de Roberto Loeb São Paulo Brise soleil do Ministério da Educação e Saúde, Lúcio Costa e equipe,

27 Tabith e Dubus Dispositivos de proteção solar Importante recurso para o controle de ganhos de calor solar; Redução dos sistemasde ar condicionado Christian de Portzamparc CONCURSO PARA O LICEU FRANCÊS FRANÇOIS MITTERRAND, EM BRASÍLIA Atelier d Architectes Segond Guyon e Una Arquitetos Vigliecca & Associados, Berger Villaamil e Giordano Lorente

28 VERTICAL: Indicado para orientações Leste e Oeste, da área a sombrear. HORIZONTAL: Indicado para orientação Norte. TIPOS DE BRISES MÓVEIS: Permitem ajustes ao longo dotempo tempo, acompanhando a trajetória solar.

29 PROJETANDO PÁRA SÓIS O USO DE TRANSFERIDORES E CARTAS SOLARES

30 CARTA SOLAR

31 TRANSFERIDOR AUXILIAR Aplicação: projetos de pára sóis P1 P5 A A a P2 A b P4 P3 A Gg P6 Ângulo α Ângulo β Ângulo γ Ângulos α Ângulos β Ângulos γ

32 TRANSFERIDOR AUXILIAR Aplicação: sombreamento em espaços externos Ângulos α e β α β

33 TRANSFERIDOR AUXILIAR DE 360º α β γ

34 Brises, marquises, painéis verticais PROJETOS DE DISPOSITIVOS DE PROTEÇÃO SOLAR

35 Dimensionamento dos Dispositivos Ângulos de sombra: α, β, γ Ângulo α: Medido a partir do plano horizontal que passa pelo observador Define a Altura

36 Dimensionamento dos Dispositivos Ângulo β: Medido à esquerda ou direita da normal à fachada. Pode ser βd se for à direita ou βe se for à esquerda Define placasverticais

37 Dimensionamento dos Dispositivos Ângulo γ: Medido a partir do plano horizontal que passa pelo observador Também será γd se for à direita ou γe se for à esquerda Define a largura da placa horizontal

38 Dimensionamento dos Dispositivos Transferidor Auxiliar: Projeções sobre o plano do horizonte β α γ

39 Dimensionamento dos Dispositivos Uso do transferidor auxiliar: Em conjunto com a carta solar: Orientar o transferidor de acordo com a orientação da fachada (ou abertura): Orientação = 0 Orientação = 45 Orientação = 160 Céu oculto

40 Máscaras de Sombra Tipos de Brises Horizontais Verticais Combinação

41 Brises Horizontais

42 Brises Verticais

43 Brises Combinados ou Grades

44 EXERCÍCIOS

45 Caso 1 Qual a máscara de sombra obtida devido a interferências de elementos construídos? Quais os dias e horários com ou sem insolação? Aplicações: o Edificação: Tenho o dispositivo, quero saber se ele é eficiente o Espaços externos: Tenho um terreno, quero saber qual a influência i dos obstáculos btá do entorno Materiais: o Transferidor auxiliar em transparência o Régua o Carta solar da latitude do projeto o Lápis de cor

46 Exemplo 1 Determinar a máscara de sombra para o dispositivo de proteção solar indicado. Depois, sobrepor as máscaras resultantes sobre a carta solar da latitude 22º e considerar a fachada orientada para Norte. Quais os horários protegidos pelo brise? Brise horizontal (infinito): Ângulo α =. NV

47 Determinação do ângulo α: α = 62 NV

48 Sobreposição da máscara resultante

49 Horários protegidos pelo brise

50 Exemplo 2 Determinar o gráfico de sombras para uma praça cercada de edificações. a) Estabelecer um observador (ponto); b) Determinar β e α em relação a este ponto, para cada obstáculo (edifício dfí / árvores / taludes); c) Transpor os valores para o transferidor auxiliar (360º) d) Sobrepor à Carta Solar, orientando o NV, para verificar a influência da insolação neste ponto

51 Fator de Visão do Céu As imagens retratam fisicamente um ponto no ambiente construído rua, praça, etc. O parâmetro serve para relacionar a estrutura física de um ponto à radiação solar incidente. Quanto maior a abertura (FVC), maior o potencial de aquecimento / resfriamento de uma área Aplicação: Conforto Térmico, Comportamento Térmico

52 Caso 2 Que tipo de dispositivo eu preciso? Quais as suas dimensões? Aplicações: o Edificação: Sei os dias e horários que não quero insolação no interior de um ambiente. Preciso projetar um dispositivo eficiente. Materiais: idem

53 Exemplo 3 Local: São Paulo (latitude 24 S) Orientação dafachada (Abertura): 55. Horários de ocupação: entre 8h e 17h. Não quero insolação direta em nenhum horário neste ambiente

54 1º) Orientar a fachada na posição correta na Carta Solar 55

55 2º) Hachurar na Carta Solar os horários que devem ser sombreados Todos os dias, a partir das 8h 3º) Sobrepor o transferidor auxiliar à carta solar

56 4º) Escolher os ângulos α,,β e γ α = 20 α = βe = 50 ; γe = 52 ; 2 máscara resultante 4 γd = 50 ;

57 Dimensionar o brise mais adequado Ângulo α = 20 : Placa horizontal (em corte) α = 20 janela H da α = 20 α = 20 α = 20 α = 20 Ângulo βe = 50 : Placa vertical em planta. β = 50 β = 50 β = 50 β = 50

58 Dimensionamento dos Dispositivos Ângulo γ = 50 e 52 : Limite da placa horizontal, à esquerda e à direita. γd = 50 γe = 52 γd = 50 γd = 50 γe = 52 γe = 52 =50 = 52 γd γe γd = 50 γd = 50 γe =52 γe = 52 γe = 52 γe = 52

59 Perspectiva do dispositivo de proteção Brise soleil soleil modular solar resultante

60 Ex xercíc cios pr ropos stos 1. Sala de aulas FDE Considerando o padrão de sala de aulasdo projeto escolar em desenvolvimento, a orientação das aberturas em relação ao NV, e a latitude de Campinas, determinar: 1.1 A mancha de sol no interior da sala no dia 21/05 as 7:30hs (traçado de sombras em Épura; croqui com altura e az. solar) 1.2 um dispositivo de proteção solar que obstrua totalmente a incidência de radiação neste recinto entre 7:00 e 17:00 hs (uso do transferidor auxiliar de 180º e Carta Solar) 2. Terreno do projeto escolar Considerando o terreno de projeto e sua orientação em relação ao NV, dt determinar: 2.1 A obstrução do céu causada pelas edificações, vegetação e talude do entorno (uso do transferidor auxiliar de 360º) 2.2 A sombra causada pela quadra nas edificações próximas em um horário crítico (traçado de sombras em Épura ; croqui com altura e az. solar)