i Lumina Cao

Iluminação Natural e Artificial

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Trabalho elaborado no âmbito do PROCEL EDIFICA - EFICIÊNCIA ENERGÉTICA EM EDIFICAÇÕES.

F I C H A C ATA LO G R Á F I C A

Iluminação Natural e Artificial - Rio de Janeiro, agosto/2011

1. Joana Carla Soares Gonçalves/Nelson Solano Vianna/Norberto Corrêa da Silva Moura

TODOS OS DIREITOS RESERVADOS - é proibida a reprodução total ou parcial de qualquer forma ou por qualquer meio. A

violação dos direitos de autor (Lei no 9.610/98) é crime estabelecido pelo artigo 184 do Código Penal.

Trabalho elaborado no âmbito do convênio ECV033/04 realizado entre ELETROBRAS PROCEL e a UFAL

EL E T ROBR AS PROCEL

Presidência

José da Costa Carvalho Neto

Diretor de Transmissão

José Antônio Muniz Lopes

Secretário Executivo do Procel

Ubirajara Rocha Meira

Departamento de Projetos de Eficiência Energética

Fernando Pinto Dias Perrone

Divisão de Eficiência Energética em Edificações

Maria Teresa Marques da Silveira

Equipe Técnic a

ELETROBRAS PROCEL

Divisão de Eficiência Energética em Edificações

Clovis Jose da SilvaEdison Alves Portela JuniorElisete Alvarenga da CunhaEstefania Neiva de MelloFrederico Guilherme Cardoso Souto Maior de CastroJoao Queiroz KrauseLucas de Albuquerque Pessoa FerreiraLucas Mortimer MacedoLuciana Campos BatistaMariana dos Santos OliveiraVinicius Ribeiro Cardoso

Colaboradores

George Alves SoaresJosé Luiz G. Miglievich LeducMyrthes Marcele dos SantosPatricia Zofoli DornaRebeca Obadia PontesSolange Nogueira Puente SantosViviane Gomes Almeida

Diagramação / Programação Visual

Anne Kelly Senhor CostaAline Gouvea SoaresKelli Cristine V. Mondaini

UFAL

Edição

Leonardo Bittencourt

Autores

Joana Carla Soares GonçalvesNelson Solano ViannaNorberto Corrêa da Silva Moura

S U M Á R I OINTRODUÇÃO .................................................................................................................................. 9

1 O CONCEITO DE CONFORTO LUMINOSO E AS PRINCIPAIS VARIÁVEIS DA ILUMINAÇÃO 11

1.1 As variáveis de contexto e de projeto relativas à iluminação ........................................................................................16

1.2 Do sol ao interior das edificações .............................................................................................................................................19

2 LUZ E ARQUITETURA ................................................................................................................. 23

2.1 Histórico do uso da luz na arquitetura ...................................................................................................................................23

2.1.1 Da antiguidade ao movimento moderno ..................................................................................................................................................23

2.1.2 A luz no movimento moderno .......................................................................................................................................................................31

2.1.3 Arquitetos brasileiros e componentes arquitetônicos ..........................................................................................................................37

2.1.4 A luz como elemento fundamental na concepção e criação do espaço ........................................................................................41

2.2 Iluminação na arquitetura colonial brasileira8 ....................................................................................................................48

2.2.1 O desenho da janela ..........................................................................................................................................................................................50

2.3 A luz na arquitetura e as novas tendências tecnológicas ................................................................................................53

3 UNIDADES E GRANDEZAS FOTOMÉTRICAS ........................................................................ 63

3.1 Principais grandezas......................................................................................................................................................................64

4 FONTES PRIMÁRIAS E SECUNDÁRIAS DE LUZ ...................................................................... 81

4.1 Disponibilidade de luz natural ..................................................................................................................................................81

4.1.1 O Sol e os efeitos de sazonalidade ...............................................................................................................................................................81

4.2 Climas e tipos de céu ....................................................................................................................................................................83

4.2.1 Qualidade do ar ...................................................................................................................................................................................................87

4.3 Lâmpadas ..........................................................................................................................................................................................93

4.3.1 A escolha da lâmpada .......................................................................................................................................................................................94

4.3.2 Luminárias ...........................................................................................................................................................................................................101

4.4 Sistemas de iluminação ............................................................................................................................................................ 102

4.4.1 Sistemas principais ...........................................................................................................................................................................................102

4.4.2 Sistemas secundários ......................................................................................................................................................................................108

5 PERCEPÇÃO E CONFORTO VISUAL ........................................................................................111

5.1 Introdução ..................................................................................................................................................................................... 111

5.1.1 A função ...............................................................................................................................................................................................................112

5.1.2 Iluminação ...........................................................................................................................................................................................................112

5.2 Percepção do espaço ............................................................................................................................................................... 115

5.3 O olho .............................................................................................................................................................................................. 119

5.3.1 Propriedades do olho ......................................................................................................................................................................................122

5.3.2 Efeitos da idade .................................................................................................................................................................................................126

5.3.3 Campos visuais ..................................................................................................................................................................................................127

5.3.4 Tarefa visual .........................................................................................................................................................................................................129

5.4 O Processo visual ......................................................................................................................................................................... 131

5.4.1 Requisitos de uma boa visão ........................................................................................................................................................................132

5.4.2 Fadiga e relaxamento ......................................................................................................................................................................................134

5.4.3 Ofuscamento ......................................................................................................................................................................................................135

5.5 Níveis de iluminância ................................................................................................................................................................. 143

5.5.1 Determinação e incremento dos níveis de iluminância (E) ...............................................................................................................144

6 ILUMINAÇÃO NATURAL ...........................................................................................................151

6.1 Iluminação lateral ........................................................................................................................................................................ 151

6.1.1 Desempenho luminotécnico de diferentes tipologias de aberturas laterais ..............................................................................156

6.1.2 Elementos arquitetônicos de captação e controle da luz lateral .....................................................................................................173

6.2 Iluminação zenital ....................................................................................................................................................................... 186

6.2.1 Características fundamentais .......................................................................................................................................................................186

6.2.2 Tipologias de aberturas zenitais ..................................................................................................................................................................190

6.3 Parâmetros de cálculo e dimensionamento da iluminação natural ......................................................................... 204

6.3.1 Iluminação lateral .............................................................................................................................................................................................204

6.3.2 Iluminação zenital ............................................................................................................................................................................................208

7 ILUMINAÇÃO NATURAL E ARTIFICIAL: CONSUMO ENERGÉTICO ...................................209

7.1 Luz e consumo energético ....................................................................................................................................................... 209

7.2 Iluminação suplementar artificial para interiores ............................................................................................................ 212

7.2.1 Considerações sobre a aplicação do sistema integrado .....................................................................................................................221

7.2.2 Freqüência de ocorrência. .............................................................................................................................................................................226

8 SIMULAÇÃO COMPUTACIONAL E ILUMINAÇÃO ................................................................231

8.1 Daylight ........................................................................................................................................................................................... 232

8.2 Ecotect ............................................................................................................................................................................................. 234

8.3 Radiance ......................................................................................................................................................................................... 241

8.4 Relux ................................................................................................................................................................................................ 247

9 NORMAS .....................................................................................................................................261

9.1 NBR 5413 ........................................................................................................................................................................................ 261

9.2 Projeto de Norma da ABNT para iluminação natural - Resumo ................................................................................. 264

10 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ..........................................................................................273

INTRODUÇÃO“A arquitetura é essencialmente uma arte: uma arte visual, uma arte plástica, uma arte espacial. Porém deve-

se perceber que a experiência da arquitetura é recebida por todos os nossos sentidos e não unicamente pela

visão. Assim, a qualidade do espaço é medida pela sua temperatura, sua iluminação, seu ambiente, e o modo

pelo qual o espaço é servido de luz, ar e som, deve ser incorporado ao conceito do espaço em si” - Louis Kahn.

O principal objetivo desta publicação é o de fornecer a seus leitores um “guia” sobre as questões relativas à

iluminação natural e artificial dos Edifícios. Não pretende ter caráter de manual, mas dar uma visão completa

e abrangente sobre todos os aspectos que envolvem a questão tema deste livro.

Não esperem os leitores encontrar nesta publicação “receitas de bolo” para a solução de problemas espe-

cíficos de iluminação. A filosofia geral deste trabalho é a de apresentar conceitos, tentar verificar de que

maneira eles se rebatem na arquitetura como critérios básicos de projeto e dar diretrizes, estratégias para

a abordagem dos diferentes assuntos que estruturam a área de iluminação natural e artificial dos edifícios.

Do ponto de vista do conforto ambiental, quem tem conceitos tem tudo; quem não os tem, não tem nada.

Apesar do caráter técnico da disciplina, pretendeu-se dar ao texto um tratamento na linguagem de forma

a torná-la o mais simples possível, facilitando assim a compreensão de seu conteúdo.

Esta publicação foi desenvolvida em nove capítulos, a saber:

• No capítulo 1 apresenta-se uma reflexão sobre o conceito de conforto e uma visão sobre todas as

variáveis climáticas, projetuais e humanas que interferem na questão da iluminação natural e artificial;

• No capítulo 2 discorre-se sobre a adaptação da Arquitetura ao clima principalmente do ponto de vista

do uso da luz ao longo de sua história, mostrando-o como uma das principais variáveis de projeto;

• No capítulo 3 apresentam-se as principais grandezas e conceitos relativos à iluminação natural e artificial;

• No capítulo 4 desenvolvem-se os conceitos relativos às fontes primárias e secundárias de luz e também

as questões pertinentes aos sistemas de iluminação artificial;

• No capítulo 5 comentam-se as exigências humanas e funcionais como objetivo máximo a ser atingido

em qualquer projeto – a percepção e o conforto visuais;

• O capítulo 6 é dedicado às principais características da iluminação natural lateral e zenital apresentando-

se inclusive os parâmetros de cálculo e dimensionamento das aberturas;

• No capítulo 7 são abordados os principais conceitos relativos à integração entre a iluminação natural

e a artificial e à economia de energia;

• No capítulo 8 apresenta-se o elenco dos principais softwares na área de iluminação natural e artificial

• No capítulo 9 apresenta-se uma síntese das três principais normas e propostas de normas brasileiras

com alguns comentários.

1 O CONCEITO DE CONFORTO LUMINOSO E AS

PRINCIPAIS VARIÁVEIS DA ILUMINAÇÃOA arquitetura é fruto de todo um contexto social, econômico, político, cultural, tecnológico e geo-climático

por que passa uma determinada sociedade. Arquitetura, antes de tudo, é SÍNTESE. O controle do ambiente

não é a totalidade da arquitetura, mas deve ser parte da ordenação básica de qualquer projeto. As questões

relacionadas à habitabilidade dos espaços, especificamente aquelas referentes às condições do conforto

luminoso, higro-térmico, acústico e de ventilação natural são fundamentais para uma atividade que pretende

colocar a satisfação do homem como o seu principal objetivo. Louis Kahn já dizia: “A qualidade do espaço

é medida pela sua temperatura, sua iluminação, seu ambiente, e o modo pelo qual o espaço é servido de

luz, ar e som devem ser incorporados ao conceito de espaço em si”.

A arquitetura, desde seus primórdios, intermedia uma relação complexa. Ela relaciona o Homem com seu

Meio Ambiente; manipula as variáveis do meio externo (e que para o conforto ambiental dizem mais respeito

às variáveis climáticas) objetivando dar a seu usuário as melhores condições de conforto e habitabilidade.

Para a iluminação natural as principais variáveis são a radiação solar direta e difusa, a nebulosidade e os

níveis externos de iluminância e luminância dependentes do tipo de céu e da latitude do lugar.

Mas, como a arquitetura manipulará as variáveis climáticas para garantir aos seus usuários as tão desejáveis

condições de conforto?

I LU M I N A Ç Ã O N AT U R A L E A R T I F I C I A L12

Figura 1.1- Relação da Arquitetura com o clima.

Fonte: Arqto. Nelson Solano

Ela faz isso por meio do partido arquitetônico: um conjunto de diretrizes gerais de projeto que conformam

a ideia inicial do mesmo, ou seja, justificam e explicam o estudo preliminar, figura 1.1. Essas diretrizes se

explicitam por meio de decisões relativas à tipologia arquitetônica a ser adotada, ao sistema construtivo, à

forma de implantação e orientação do edifício no terreno, às soluções de permeabilidade dos espaços (sua

relação como o meio externo, a relação do privado com o público, do quanto se permeia a envoltória do

edifício, o quanto e de que forma este se abre para o espaço exterior) e por fim, à relação espacial / funcional

entre as diferentes atividades e espaços do edifício.

Mas, quais seriam as consequências relativas a um determinado partido arquitetônico, para os ambientes

de um edifício do ponto de vista do conforto ambiental? O resultado imediato será a obtenção ou produ-

ção de vários estímulos ambientais, físicos, objetivos e quantificáveis em cada um destes ambientes: do

ponto de vista da iluminação natural – uma certa quantidade de luz, sua forma particular de distribuição e a

relação de luminâncias e contrastes. Para as outras subáreas do conforto ambiental teremos a temperatura

do ar interno, a umidade relativa, a velocidade do vento, sua forma de distribuição, os níveis de ruído, etc.

O usuário “pegará” estas distintas variáveis físicas do espaço e a elas responderá através de sensações. E

neste momento é pertinente, então, nos perguntarmos como podemos definir conforto, em particular o

conforto visual?

I LU M I N A Ç Ã O N AT U R A L E A R T I F I C I A L 13

Figura 1.2 – O conceito de conforto: res-

posta fisiológica a estímulos ambientais.

Fonte: Arqto. Nelson Solano.

O conceito de “conforto”, aplicado neste contexto, está baseado, primeiramente, no princípio de que quanto

maior for o esforço de adaptação do indivíduo, maior será sua sensação de desconforto. Mas o que seria este

“maior esforço de adaptação”? Do ponto de vista fisiológico, o indivíduo dispõe de sistemas de percepção

da luz, do som e do calor, que apesar de complexos são facilmente compreensíveis.

Para desenvolvermos determinadas atividades visuais, nosso olho necessita de condições específicas e que

dependem dessas próprias atividades. Por exemplo: para ler e escrever necessita-se de certa quantidade

de luz no plano de trabalho1; para desenhar ou desenvolver atividades visuais de maior acuidade visual

(atividades mais “finas” e com maior quantidade de menores detalhes), necessita-se de mais luz2. Mas,

quantidade de luz não é o único requisito necessário. Para essas atividades, a boa distribuição destes níveis

pelo ambiente e a ausência de contrastes excessivos (como a incidência de sol direto no plano de trabalho

e reflexos indesejáveis) também são fatores essenciais.

Quanto melhores forem as condições propiciadas pelo ambiente, menor será o esforço físico que o olho

terá de fazer para se adaptar às condições ambientais e desenvolver bem a atividade em questão. O mesmo

raciocínio pode ser usado para definir as condições de “maior ou menor esforço de adaptação” em relação

ao sistema auditivo e termo-regulador. Quanto maior o esforço de nosso organismo para podermos dormir

ou trabalhar, em função da presença de ruídos perturbadores, ou quanto mais suarmos ou tremermos, em

função de temperaturas ambientais quentes ou frias, maior será nossa sensação de desconforto. E vice-

versa. É o enfoque fisiológico da definição de conforto ambiental.

1 A NBR 5413, da ABNT, estipula como mínimo 300 lux e ideal 500 lux. 2 A mesma norma estipula 1.000 lux para desenho, por exemplo.


Mas será que, para desenvolvermos uma determinada atividade, conforto, pode ou deve ser equacionado

somente por esta “vertente fisiológica” de maior ou menor esforço? Não. Hopkinson (1969) diz: “O que nós

vemos depende não somente da qualidade física da luz ou da cor presente, mas também do estado de

nossos olhos na hora da visão e da quantidade de experiência visual que nós temos de lançar mão para

nos ajudar no nosso julgamento... O que vemos depende não só da imagem que é focada na retina, mas

da mente que a interpreta”3.

Se entendermos o conforto como uma interpretação sensorial do homem frente a determinados estímu-

los físicos (de luz, som, calor, umidade, ventos), podemos então afirmar que nenhuma distinção marcante

pode ser feita entre a experiência sensorial e emocional, uma vez que a segunda certamente depende da

primeira e são elos inseparáveis. Então, qualquer fato visual terá sua repercussão, depois de interpretado,

no significado psicoemocional que o homem lhe dá.

Esta resposta sensorial do indivíduo ao seu meio ambiente tem, portanto, uma componente subjetiva im-

portante (figura 1.3). No processo de atribuir significado a um determinado estímulo ambiental o Homem

lança mão de uma série de fatores: sua experiência pessoal, aspectos culturais, e o que mais?

Figura 1.3 – O conceito de conforto: sensações

subjetivas.


Este caráter subjetivo da definição de conforto ambiental, seja ele luminoso, térmico ou acústico, é muito

importante e, em algumas situações de projeto, como veremos mais adiante, é vital. Quando pedimos para

100 pessoas definirem o que entendem por conforto, 99 o definirão com uma palavra subjetiva. Dirão: é

uma sensação de bem estar; é sentir-bem num ambiente; é não se sentir incomodado; é ter a satisfação

plena dos sentidos; é estar em harmonia com o ambiente, é um ambiente aconchegante, agradável, etc.

3 HOPKINSON, R.G. & KAY, L.D. The light of building, ed. Faber and Faber Ltd, London, 1969.


Mas quando perguntamos para estas mesmas pessoas se elas estão se sentindo bem num determinado

ambiente, sob determinadas condições ambientais, a totalidade delas faz automaticamente uma relação

direta com os estímulos objetivos, físicos deste ambiente, mensurando-os. Dirão sim ou não dependendo

se a temperatura está alta ou baixa, se tem muito ou pouco barulho, muita ou pouca luz, se está abafado

ou bem ventilado, etc.

Conforto é, portanto, a interpretação por meio de respostas fisiológicas e de sensações (inclusive com

caráter subjetivo, de difícil avaliação), de estímulos físicos, objetivos e facilmente mensuráveis (figura 1.4).

Figura 1.4 - Conforto como sensações a partir de estímulos

físicos. Pinacoteca Antiga de Munique.


As duas subáreas do conforto ambiental que têm maior grau de subjetividade são a acústica e a iluminação.

Quer um exemplo para a primeira? Como você reagiria a um telefone tocando em sua casa num sábado às

19 h? E às 3 h da manhã? Observação: é o mesmo estímulo físico, objetivo e mensurável. O mesmo timbre,

a mesma potência acústica, a mesma intensidade sonora, a mesma frequência....

Quer um exemplo para iluminação? Responda: como você definiria a luz da figura 1.5?


Figura 1.5: Capela de Ronchamp de Le Cor-

busier, 1954

Fonte: imagem cedida prof.Dr Ualfr ido Del

Carlo, FAUUSP

Maiores detalhes e aprofundamentos sobre o conceito de conforto visual e seus parâmetros de definição,

tanto objetivos quanto subjetivos, serão desenvolvidos nos capítulos seguintes desta publicação.

1.1 As variáveis de contexto e de projeto relativas à iluminação

Se as questões relativas ao conforto luminoso são tão importantes para a arquitetura, quais seriam então,

as variáveis do meio ambiente, as técnico-projetuais e até aquelas ligadas ao próprio usuário que contribuem

para suas determinações?

Os fatores que intervêm nessa complexa relação são inúmeros e diferem em magnitude, essência e em seu

caráter pragmático. O esquema da figura 6, a seguir, exemplifica a totalidade dos fatores intervenientes no

conforto luminoso das edificações em três níveis distintos: os relativos ao clima e meio ambiente, os relativos

ao projeto e construção das edificações e da cidade, e, por fim, aqueles relativos ao próprio usuário.


Figura 1.6: O projeto é síntese e como tal deve ser concebido.


As variáveis de contexto são aquelas que temos de considerar quando do projeto de arquitetura, mas não

podemos alterar; e as de projeto, aquelas que são totalmente dependentes de nossa decisão. As primeiras:

todas as variáveis do clima, lugar e entorno e as segundas: todas as relacionadas ao edifício e seu entorno

imediato (dentro do próprio terreno da edificação).

Especificamente em relação ao clima, podemos dizer que os fatores mais importantes e que afetam o padrão

de conforto luminoso de um determinado ambiente são: a radiação solar, direta e difusa, a nebulosidade do

lugar (tipo de céu) e a quantidade geral de luz natural disponível externamente (seus níveis de iluminância);

estes fatores são aprofundados nos capítulos 2 e 4.

O importante é que compreendamos como cada uma dessas variáveis interfere na qualidade e no resultado

final de um ambiente, e ainda como os arquitetos e engenheiros podem, enquanto projetistas e constru-

tores, atuar sobre este processo, obviamente objetivando sempre a sua melhoria.


Para a subárea de Iluminação, tanto natural quanto artificial, a função é o primeiro e mais importante parâ-

metro definidor do projeto. Será ela que determinará que tipo de luz o ambiente precisa, conforme ilustra

o esquema da figura 1.7: PROCEL – Iluminação Natural e Artificial

Capítulo 1 – O Conceito de Conforto Visual e as Principais Variáveis da Iluminação

4

FUNÇÃO

LABORATIVAS E PRODUTIVAS NÃO LABORATIVAS, NÃO PRODUTIVAS, DE LAZER, ESTAR E RELIGIOSAS

“A LUZ DA RAZÃO”

“A LUZ DA EMOÇÃO”

1. Níveis Mínimos de Iluminação

(fixados por norma técnica)

2. Boa distribuição da luz (boa

uniformidade)

3. Não ofuscamento

4. Boa reprodução de cor

5. Aparência de cor da luz

artificial mais neutra e fria

6. A economia de energia é um

parâmetro importante do

projeto

7. Flexibilidade e mutabilidade

da luz (incluindo sistemas de

controle) devem acontecer de

maneira mais controlada

8. Integração do projeto

luminotecnico com o de

arquitetura (sempre)

1. Apesar dos níveis mínimos de iluminação

estarem definidos na norma, eles são muito

baixos e têm pouco significado

2. Desuniformidade

3. Contrastes excessivos e até o ofuscamento são

muitas vezes absolutamente desejados

(relação claro-escuro, luz e sombra)

4. Boa reprodução de cor

5. Aparência quente de cor da luz artificial

6. A economia de energia é sempre um

parâmetro desejável, porém não tão

determinantes como no caso das laborativas e

produtivas (pois os níveis de iluminação são

muito baixos)

7. Flexibilidade e mutabilidade da luz são

maiores que no caso anterior

8. Integração do projeto luminotécnico com o de

arquitetura (sempre)

Figura 1.7: Parâmetros para projeto de iluminação.



1.2 Do sol ao interior das edificações

Pretende-se aqui deixar evidentes, por uma maneira simples de pensar, os pontos fundamentais que dizem

respeito à iluminação. Para isso tomamos como base o esquema anterior da figura 1.6. Na verdade, trata-se de

uma proposta de se pensar o aspecto específico “iluminação”, mas que, de antemão, já mostra profundo relacio-

namento e dependência com todos os demais componentes do conforto ambiental, da arquitetura e do clima.

Vamos partir do seguinte princípio básico: O homem, no seu dia-a-dia, exerce diversas atividades. Para

cada uma delas, visando ao seu correto desempenho, ele tem certa necessidade em relação à Iluminação:

no escritório, na fábrica, numa loja, em casa. Será a função o parâmetro definidor do “tipo” de luz que o

ambiente precisa.

Mas, a luz que ele precisa deve vir de algum lugar: o Sol, fonte primária, geradora da vida. A forma pela qual

essa luz nos atinge, dentro dos ambientes, dependerá de muitos fatores. Após seu longo caminho até nós,

a luz encontra uma camada espessa de ar – a atmosfera – que vai permitir que ela passe quase que total-

mente (luz direta) ou então vai difundi-la (luz difusa). Portanto, ao chegar ao entorno de nossos edifícios,

essa luz possui algumas características, a saber: intensidade, direção, cor, duração e mutabilidade ao longo

do tempo (não passível de controle).

Normalmente, antes de atingir a abertura, a luz recebe a influência do próprio entorno ao edifício. As possí-

veis superfícies de reflexão podem ser obstruções, construídas ou naturais, ou o piso do entorno imediato à

abertura. A cor dessas superfícies é aqui o principal elemento a ser considerado, juntamente com a textura,

dimensão e posição relativa do elemento externo em relação à janela.

Ao se aproximar, essa luz pode ou não encontrar elementos construtivos do próprio edifício que a impeçam

de incidir diretamente, total ou parcialmente, no plano da abertura. Estes são denominados quebra-sóis

(brise-soleil) ou simplesmente elementos de controle da radiação solar. Caso isso aconteça, a luz que atin-

girá a janela será somente a refletida por todos os elementos que compõem o espaço exterior, inclusive

seu anteparo.

Ao atingir uma abertura, a luz natural encontra outros elementos nela contidos que também irão manipulá-

la de forma peculiar: a posição e inclinação da abertura (lateral ou zenital), sua dimensão e a dos caixilhos,

o tipo de vidro, sua manutenção e a espessura do paramento na qual está contida a abertura, que pode


contribuir para graduar a luz, ou pode não opor nenhuma resistência a sua passagem. O primeiro elemento

do ambiente interior, atingido pela luz, poderá também ser outro elemento de controle (cortina, persiana),

com o objetivo de regulação de sua quantidade e distribuição.

Olhando para o espaço interno, a luz contempla agora um mundo novo, algumas vezes também criado,

para que ela seja parte integrante e indispensável de si. Além de características como dimensões, reves-

timentos, texturas e cores, também encontra um mundo de objetos e aquele para o qual ela veio de tão

longe para servir – o homem. É ele que vai transformar esses estímulos luminosos, captados pelo seu olho,

em sensações subjetivas, conferindo-lhes significados.

A relação da luz com o ambiente dar-se-á por meio de parâmetros qualitativos ditados pelas exigências

humanas e funcionais, como também pelos quantitativos, expressos pelos níveis de iluminância e por suas

formas de distribuição no espaço, sua intensidade, as relações de contrastes e sua cor. Esses parâmetros são

quase sempre passíveis de uma quantificação. Porém, neste momento, jamais se deve esquecer que cada

número obtido sempre estará relacionado com um conceito de desempenho e eficiência do parâmetro

em questão - ou seja, um aspecto de interpretação qualitativa. São os dois universos da luz na Arquitetura:

a luz da emoção X a luz da razão. A figura 1.8 sintetiza esta nossa pequena viagem.

Vemos, portanto, que para o correto tratamento da luz pela construção e pelo próprio espaço, o arqui-

teto deve estar ciente do porquê de todos os fatores que intervêm na relação Arquitetura x Iluminação x

Homem se comportam. Para isso é exigido dele um conhecimento amplo que abrange desde aspectos

psico-perceptivos até aspectos técnicos, como a caracterização dos materiais e componentes (ex. vidros

e janelas), e dos sistemas de iluminação (solução-conjunto).


Figura 1.8: As principais

variáveis do conforto para

iluminação natural

Fonte: Arqto. Nelson

Solano.

Diante disso, podemos equacionar o problema da iluminação natural dos edifícios como sendo a “arte” de

bem relacionar três grandes variáveis:

• Clima;

• Percepção e exigências (humanas e funcionais);

• O edifício (como síntese).

2 LUZ E ARQUITETURA2.1 Histórico do uso da luz na arquitetura

A luz sempre desempenhou um papel relevante na concepção das edificações, como será visto a seguir.

2.1.1 Da antiguidade ao movimento modernoA história da luz na arquitetura nos mostra os valores sociais inerentes a cada momento histórico, revela-nos

o estágio do desenvolvimento tecnológico e mostra-nos de que forma pensávamos anteriormente. É nesse

passado que encontramos exemplos importantes para nós até hoje, pois mostram a relação fundamental entre

Forma e Clima e, portanto, do tratamento da luz como elemento criador do espaço.

Figura 2.1: Basílica de São Pedro, Vaticano.

Fonte: Foto cedida pelo Professor da FAU/USP Reginaldo Ron-

coni.


A arquitetura clássica, de clima quente-seco, trata a luz como se esta fosse algo precioso e ao mesmo tempo

perigoso. As formas simples e maciças denotam um clima rigoroso, de altas temperaturas e com um ex-

cesso de claridade proveniente do céu. As pequenas e bem localizadas aberturas propiciam o tratamento

do espaço interior através de uma luz filtrada, controlada pela própria construção. Assim, favorece um

intermédio entre o exterior extremamente luminoso e seu interior, espaço-abrigo agradável (figura 2.1).

Nesse tipo de clima o Sol enquanto fonte de luz representa uma luz marcante trazendo o calor, diferente

da luz natural predominantemente difusa da abóbada celeste, que é própria dos climas frios. Sob a luz

do sol dos climas quentes, as formas se caracterizam pelo jogo mutável de luz e sombra. Essa luz de forte

intensidade não contribui para a concepção da forma-volume, mas para o tratamento da superfície e seus

detalhes. Da uniformidade dos materiais e cor única (quase sempre clara) se faz a arquitetura vernácula

histórica e contemporânea.

Figura 2.2: Catedral de St. Paul, Londres, Inglaterra.

Fonte: Foto cedida pelo Professor da FAU/USP Reginaldo Ronconi.


Figura 2.3: Janela colonial com gelosia, Minas Gerais, Brasil.


Com referência ao Renascimento, o que apresenta uma expressão marcante sob condições tropicais torna-

se quase inexpressivo em países de clima temperado. Na busca de novos meios de expressão, a cor, junta-

mente com o uso de diferentes materiais e texturas, torna-se fator de grande importância dentro da nova

concepção de forma. Os detalhes mais cuidadosos tornam-se mais visíveis contra um céu cinza (figura 2.2).

Assim, os arquitetos da renascença usam o detalhamento da forma e da cor, conseguindo os efeitos atin-

gidos na arquitetura tropical através da luz e da sombra – a expressão plástica marcante da forma-volume.

As janelas, elementos determinantes na caracterização da forma de um edifício, também nos deixam perceber

a estreita relação existente entre arquitetura e clima. No clima tropical quente e seco, elas se apresentavam

em menor quantidade e em menores dimensões quando comparadas a culturas de outros climas. Eram

colocadas em paredes de grossa espessura, que além de barrar o calor serviam de elementos de controle

da luz, inclusive por efeito de difusão.

Na arquitetura bioclimática do clima tropical quente e úmido, a janela se abre e se torna mais generosa.

Representa um elemento primordial na ventilação dos espaços e no conforto térmico dos indivíduos. Além

disso, contribui imprescindivelmente como elemento de controle da radiação solar. A exemplo disso, no

período colonial brasileiro, as janelas recebem o muxarabi e as gelosias (figura 2.3).


Nos climas temperados, quanto mais para o Norte, em direção às latitudes mais altas, maior será o número

de janelas vistas e mais finas serão as paredes; no clima frio, o objetivo maior dela sempre é o de ganho de

luz e calor (figura 2.2).

O que se entende disso é que em ambos os casos as soluções estavam diretamente comprometidas com

a técnica construtiva local. Como visto por muito tempo na história da arquitetura, a técnica construtiva

se estruturou em função das necessidades do ser humano, sem se desligar das particularidades climáticas

do seu lugar.

Entretanto, a quebra, ocasionada pela Revolução Industrial, da relação entre concepção e produção da

arquitetura, antes com uma visão mais unitária e integralista, levou a maneiras de pensar a obra arquitetô-

nica de forma dissociada. Este fato acarretou na assimilação, sem questionamento, de inúmeras técnicas e

materiais desenvolvidos, muitas vezes, somente com a preocupação no processo construtivo e não com

os resultados da arquitetura, no espaço-ambiência-vivência.

E as exigências humanas? O desenvolvimento econômico e social ocorrido com a Revolução Industrial

trouxe consigo novas tipologias de edifícios, como grandes edifícios escolares, hospitais e, obviamente,

muitas fábricas. Neles, a característica mais significativa em relação à iluminação é o fato de conterem

grandes locais em que muitas pessoas necessitavam realizar tarefas visuais simultaneamente, o que até

então não ocorria (figura 2.4).

Figura 2.4: Edifício Nações Unidas, São Paulo, Brasil. Cafe-

teria e Sala de Vídeo.

Fonte: Arqta. Joana Carla Soares Gonçalves

O desenvolvimento das técnicas construtivas, do vidro e da iluminação elétrica trouxe os meios para cobrir

os novos requisitos de dia e noite. Nesse contexto, apesar dos progressos científicos do século passado, a

iluminação elétrica energeticamente eficiente só se afirmou muito recentemente.


O caminho seguido até aqui pela história da iluminação esteve, na realidade, sempre condicionado ao

nosso “novo modo de viver”. A sociedade moderna, cada vez mais exigente e complexa, condicionou o seu

próprio progresso no campo da iluminação. No século 20, as exigências de desenvolvimento tecnológico

no campo da iluminação tiveram que responder às exigências cada vez maiores da produção. Isto ocorreu

nas indústrias, nos escritórios, nas ruas e em todas as cidades em que a iluminação se tornou um elemento

indispensável para o próprio progresso se tornar viável.

Nos edifícios contemporâneos o uso da luz está muito mais relacionado à criação de boas condições de

trabalho. Na maioria das vezes, a iluminação é encarada simplesmente como mais um requisito funcional do

ambiente. Se analisarmos esse aspecto da questão, veremos que esse critério há muito se tornou sinônimo

de eficiência. Hoje em dia, ao lidarmos com a iluminação, normalmente só apresentamos justificativas do

ponto de vista da produção da atividade, figura 2.4 e 2.5. Sob essa perspectiva, quais os requisitos lumino-

técnicos que precisamos cumprir para que o homem possa ter uma produção maior e mais rapidez no seu

trabalho, menor cansaço e menor incidência de erros?

Figura 2.5: Edifício de escritórios, pavimento tipo,

São Paulo.

Fonte:Arqto. Nelson Solano.


Figura 2.6: Instalação industrial: iluminação como fer-

ramenta fundamental da produção, São Paulo.


Se analisarmos com mais cuidado o problema veremos que não é de se estranhar que o maior desenvolvi-

mento no campo de iluminação artificial deu-se primeiramente, e de forma mais marcante, no setor industrial.

Até hoje vemos que, quando se trata de indústria ou de escritórios, a iluminação é sempre mais cuidada

que quando estamos nos preocupando com outras atividades como, por exemplo, educação e habitação.

Na medida em que se visava a maior produtividade, o único caminho possível seria dar aos trabalhadores

melhores condições de trabalho, isto é, de habitabilidade, conforto e segurança. Somente por meio de

melhoria na qualidade dos ambientes de trabalho (principalmente na indústria e nos escritórios) é que se

poderia atingir maior eficiência nas tarefas a serem cumpridas.

Nas décadas que seguiram a Segunda Grande Guerra, o mundo observou um significativo desenvolvimento

técnico e tecnológico no campo dos sistemas prediais, principalmente no que se refere aos métodos de

produção e aperfeiçoamento das fontes de luz.

Contudo, é importante considerar a crítica de Kalff4, quando diz: “Todo desenvolvimento da técnica da ilumi-

nação até hoje tem sido inspirado nas concepções de sociedade do século XIX, ignorando completamente o

bem-estar do trabalhador e deixando que interesses comerciais dominem todas as pesquisas” (KALFF, 1971).

4 Kallf: “Creative light”, pág. 129


Figura 2.7: Igreja de Santa Sofia, Istambul. Como dissociar iluminação da

Arquitetura?


É frequente vermos projetos totalmente “concebidos” e detalhados em que a iluminação aparece no fim,

quase que como um complemento ou acessório. A iluminação deve ser concebida junto com o projeto,

não posteriormente, pelo simples fato de que ela é um dos elementos essenciais na caracterização do

próprio espaço (função-forma-cor).

Por outro lado, os novos métodos construtivos e as funções dos edifícios dificultam o uso da luz natural como

parte fundamental do espaço criado. A arquitetura, até o século XIX, sempre fez uso da própria construção

como primeiro meio para tratar e modelar a luz natural – as grandes espessuras das paredes possibilitavam

a filtragem da luz, difundindo-a por todo o ambiente, figura 2.7. Esse efeito, explorado por alguns poucos

arquitetos, nos levou a concretização de obras como a capela francesa Notre Dame du Haut, em Ronchamp,

de Le Corbusier, um dos marcos da arquitetura com arte no século passado, figuras 2.8 e 2.9.


Figuras 2.8 e 2.9: Capela

Notre Dame du Haut. Ron-

champ, França. Arquiteto

Le Corbusier.

Fonte: Fotos cedidas pelo

Prof. Dr. Ualfrido Del Car-

lo, FAU USP.

Com a tendência moderna da arquitetura em tornar as paredes leves ao máximo (separação entre estruturas

e vedação), as espessuras obtidas não mais possibilitam o manuseio da luz pela construção como ocorria

anteriormente, criando um uma nova abordagem para o tratamento da luz natural, em que os chamados

panos de vidro passaram a determinar a comunicação visual total e direta entre dois meios.

Fi g u r a 2 . 1 0 : Pav i l h ã o d a E x p o - 1 9 2 9 ,

Barcelona. Arquiteto Mies van der Rohe.


Figura 2.11: MASP- Museu de Arte de São Paulo.

Arquiteta Lina Bo Bardi.



A iluminação artificial, assim como a natural, nos oferece uma gama imensa de possibilidades no tratamento

do espaço-luz, inclusive devido ao seu próprio desenvolvimento tecnológico. No que se refere ao aspecto

estético não é raro encontrarmos projetistas que, em nome de uma “unidade formal” ou de uma concepção

de “belo” ou “bonito”, exigem certas soluções para o sistema de iluminação artificial, mesmo quando alertados

que algumas destas soluções possam ser antieconômicas ou de baixo desempenho.

Atualmente, muitos edifícios desastrosos do ponto de vista do conforto luminoso, confirmam o fato de

que precisamos o mais rápido possível recuperar o bom-senso e capacidade para produzirmos arquitetura

verdadeira. Esses edifícios na realidade são admirados por suas “belezas”, mas encobrem por trás dessa falsa

estética uma pseudofuncionalidade.

Acreditamos que a verdadeira essência da atividade profissional do arquiteto está exatamente no fato de

encontrarmos soluções adequadas para cada problema apresentado, que levem em consideração todos

os aspectos que nele influem de uma forma conjunta. Primeiramente, deve existir uma consciência muito

clara sobre quais os parâmetros que estamos considerando no projeto. Em seguida, uma ponderação entre

os mesmos, para que se possa determinar uma ou mais soluções adequadas ao problema.

2.1.2 A luz no movimento modernoO uso da luz pelos modernistas5

Para Wright, Mies, Gropius e Le Corbusier, expoentes do Movimento Moderno, a arquitetura moderna devia

estar em consonância com os avanços tecnológicos e sociais de suas épocas: “Arquitetos são, ou precisam

ser, mestres do significado industrial de sua era; são ou precisam ser intérpretes do amor à vida na sua era”

(Wright in SZABO, L., 1995).

Tanto Le Corbusier (na sua primeira fase, purista) quanto Mies, Gropius e Wright rejeitam a janela buraco

e propõem um espaço criado em conjunto com a luz, que deve banhá-lo por inteiro. Le Corbusier propõe

“uma parede toda em janela”, “uma sala em plena claridade”, como na Vile Savoye (1929), como da Cité de

Refugé (1929) entre outras obras.

5 Todos os Resumos da Revisão da Arquitetura Moderna foram baseados em grande parte no trabalho de SZABO, Ladislao Pedro. Visões de luz – O pensamento de arquitetos modernistas sobre o uso da luz na Arquitetura, dissertação de mestrado, Universidade Mackenzie, 1995.


Princípios de transparência, claridade e luz devem ser entendidos também como valores simbólicos de

libertação da escravidão do passado, procurando assumir um estilo característico da época moderna, de

uma sociedade industrial, pacífica e livre de contradições.

Mies Van der Rohe registra que a mudança de paradigma do uso da luz natural pela arquitetura moderna só

foi possível graças às novas tecnologias construtivas: que possibilitam ver com clareza os novos princípios

estruturais quando se usa vidro em lugar de paredes externas, o que e factível hoje, uma vez que, em um

edifício formado por uma estrutura independente dos fechamentos, as fachadas não suportam cargas

significativas.

Frank Lloyd Wright

Na base da concepção de Wright sobre a luz está a analogia com a natureza, a metáfora da árvore, isto é,

obter-se uma sombra tão agradável quanto se tem sob uma árvore, a ideia da destruição da caixa com

furos, a harmonia da natureza externa com a da natureza interna. A metáfora da árvore remete a uma forte

simbologia com a natureza, que por sua vez é definida por Wright como o vislumbre bíblico da criação.

Eis como o próprio Wright define sua luz como sendo capaz de produzir uma sensação de abrigo, por meio

de uma luz com suave sombra, característica da arquitetura orgânica; uma luz suave e difusa que deixa o

habitante agradecido.

A luz penetra por janelas corridas, abrigadas sob generosos beirais em balanço, estando a janela alinhada com

o forro. A luz wrightiana tem como qualidades: ser filtrada, isto é, não é igual a do exterior, mas modificada

por filtros; e ser difusa, não gerando sombras fortes. Seu interior pode ser definido como uma claridade em

penumbra, com jogos de claro-escuro buscando efeitos dramáticos, ocasionais.

“Em 1893, experimentou o uso da luz difusa em seu escritório de Chicago, com um forro de vidro trabalhado

na altura das portas. O efeito de luz zenital era como raios de sol. Concluiu que aqueles raios de sol eram

prazerosos, uma verdade essencial contra o sofrimento do mundo e que a sabedoria do céu deveria fazer

parte da vida do espaço interior, como a sabedoria da terra. Clareiras podem ser criadas por luzes fortes em

lugares inesperados.” (Hoffmann, 1986 apud SZABO, 1995).


E estas clareiras surgem nos projetos de Wright muitas vezes de uma maneira não convencional, mas

sempre para dar o toque definitivo de criação em seus projetos. Do forro da sala da Casa Robie pode-se ver

o céu que protege esta clareira; o salão cúbico do Templo Unitário tem a luz da floresta com suas árvores

balançando ao vento; o salão de desenho da Taliesen é uma floresta abstrata, com luz jorrando através da

estrutura de madeira; a Fallinwater é a clareira em contraponto a uma escura floresta; o salão principal da

Johnson Administration é uma floresta de colunas de concreto, recebendo luz de grupos de tubos de vidro

no forro. O museu Guggenheim é um projeto de luz, um templo dedicado ao sol, símbolo da vida em meio

a uma selva de concreto.

Walter Gropius e Mies Van der Rohe

Em Gropius e Mies, a concepção de luz é embasada em aspectos higienicistas e em preocupações sociais.

Quer a abolição da janela enquanto buraco, abrindo o espaço para luz, ao mesmo tempo em que buscam

realizar uma estética da transparência.

Através de uma arquitetura de janelas de canto, de paredes envidraçadas, onde se percebe a separação

entre estrutura e vedação, a luz penetra no interior das obras de Gropius e Mies através de panos de vidro,

iluminando o ambiente com uma luz natural, sem filtros ou amortecedores, gerando sombras fortes, mas

colocando o espaço em plena claridade, uma claridade branca. Esta cor branca da luz simboliza por um

lado seus pensamentos higienicistas, por outro remete à questão do Iluminismo.

A arquitetura de Mies van der Rohe simboliza o extremo desta tendência do movimento moderno em

relação ao uso da luz. Uma “influência desintegrante” que esta ideologia exerceu sobre o meio urbano e a

arquitetura.

“O fechamento transparente expõe um esqueleto dinâmico e dispõe-se a mostrar os mecanismos e a estru-

tura interior”, assim transparência significaria hoje expor a estrutura e os equipamentos do edifício, “como

o esqueleto e os órgãos circulatórios do corpo humano desvendados por uma pele invisível” (Miyake apud

Futagawa, 1994 in SZABO, 1995).


Le Corbusier

Segundo Szabo (1995) em Corbusier é possível detectar dois momentos principais. O jovem Corbusier,

anterior à Segunda Guerra Mundial, trabalha com concepções puristas, pretende uma tábula rasa arquite-

tônica, descarta a janela tradicional: “para o novo homem, ávido de luz, de sol, de ar puro”, propõe espaços

luminosos, pois a “arquitetura é o jogo sábio, correto e magnífico dos volumes reunidos sob a luz”, porque

“nossos olhos são feitos para ver as formas sob a luz”.

Nas fachadas livres, penetrando por panos de vidro compostos de janelas corridas horizontais protegidas por

brise soleil, a luz atinge o interior com as mesmas qualidades que possuía no exterior, sendo eventualmente

quebrada, quando o contexto assim o exige. Essa luz direta gera fortes sombras, pois afinal “os elementos

arquitetônicos são a luz e a sombra, a parede e o espaço”, é uma luz branca; essa cor ligada ao purismo, ao

iluminismo, é bastante próxima do pensamento de Gropius e Mies.

Já o velho Corbusier, posterior à Segunda Guerra Mundial, trabalha com o brutalismo, com contrastes: “...

decidi fazer a beleza pelo contraste. Achei os complementares e estabelecerei um jogo entre o bruto e o

acabado, entre o opaco e o intenso, entre a precisão e o acidental” A fachada continua livre, mas o tamanho

da abertura varia conforme necessidades e intenções plásticas; essas intenções impõem ora uma luz direta,

ora filtrada ou indireta, criando um jogo de luz, sombra e cores, atingindo o contraste desejado: “farei as

pessoas pensarem e refletirem, esta é a razão da violenta, clamorosa triunfante policromia da fachadas”

(SZABO, 1995).

Louis Khan

Já em Kahn, a luz é concebida levando-se em consideração aspectos mensuráveis, como a questão higiênica

e aspectos não mensuráveis, como a poética do espaço e da luz.

A escolha da estrutura de sustentação, entendida no seu significado amplo e não apenas físico, deve dire-

cionar a escolha da luz que dará forma a esse espaço. Cheios e vazios, seja de que tamanho forem, são os

locais onde a luz está ou não presente. No cheio não se tem luz: no vazio sim. Kahn afirmava que um espaço

nunca encontrará seu lugar na arquitetura sem luz natural, pois esta revela o espaço pelas nuances de luz

nos vários períodos do dia, das estações do ano, penetrando e modificando o espaço, enfatizando que o

projeto do edifício deve ser lido como uma harmonia de espaços em luz.


Negava uma tipologia, isto é, não condicionava a concepção arquitetônica a panos de vidro, janelas corridas,

mas sempre idealizava controladores de luz, filtros, que se transformaram em elementos fundamentais da

composição arquitetônica. No interior, a luz kahniana já é uma luz filtrada, que procura valorizar o espectro

mutante da luz do dia, e que gera sombras, um complemento natural e necessário da luz.

Essa dualidade de luz/sombra, que está no princípio do pensamento de Kahn sobre Silêncio e Luz, reflete

a procura da ordem primitiva da natureza, estando na base dessa ordem a qualidade espiritual da luz, que

simboliza o momento da criação.

Pontos positivos e negativos no uso da luz pelos modernistas

Szabo (1995), no final de sua dissertação de mestrado, apresenta os pontos positivos e negativos nesta

leitura do uso da luz pelos principais expoentes do Movimento Moderno (MM):

Aspectos positivos do uso da luz natural no M.M:

• O surgimento de uma nova postura para a iluminação do espaço interior e sua integração com o exterior;

• O aumento da luminosidade dos ambientes;

• A higienização dos edifícios;

• A melhoria nas condições de trabalho;

• A postura clara de uma busca pela qualidade, pela relação com o meio exterior e pela simbologia

expressa pela luz.

Aspectos negativos do uso da luz natural no M.M:

• Desconsideração das realidades locais, levando a problemas (sérios) do ponto de vista do conforto

térmico, do próprio conforto luminoso e da questão do uso da energia nas edificações;

• A substituição da qualidade pela quantidade;

• A tendência de uniformidade e monotonia;


• A perda dos jogos de luz e sombra presentes na arquitetura do passado com sua consequente simbo-

logia (presente em parte do MM).

Szabo (1995) estabelece sete 7 aspectos importantes de estruturação de uma análise sobre o uso da luz

nas obras dos arquitetos do Modernismo, a partir dos quais vai proceder à elaboração de um quadro de

síntese a ser apresentado a seguir. São eles:

a) Qual é a ideia geradora da concepção;

b) Como é definida a abertura que faz a comunicação interior com o exterior;

c) Quais são as palavras do arquiteto que melhor definem esses conceitos;

d) Quais são as características arquitetônicas que determinam a qualidade e a característica de luz;

e) Qual é a qualidade básica da luz que penetra no interior (isto é, se ela é igual à do exterior, se é filtrada,

se é direta - gerando sombras fortes - ou se é difusa, ocasionando sombras suaves);

f ) Qual é a característica do espaço iluminado (se está em plena claridade; se está em penumbra; se ocorre

um jogo de luz e sombra); e, finalmente;

g) Qual a simbologia desejada ou resultante.

Tabela 2.1: Resumo do Uso da Luz

pelos Modernistas



2.1.3 Arquitetos brasileiros e componentes arquitetônicosVarandas

As preocupações de Lúcio Costa com as raízes da modernidade, mantendo uma coerência com o movi-

mento por rejeitar os arremedos postiços de estilos históricos, faz com que estabeleça uma filiação para

o modernismo no Brasil pela continuidade com o passado colonial (WISNIK, 2001). O Hotel do Parque São

Clemente - Nova Friburgo, em 1944, marca uma arquitetura dentro dos princípios do modernismo referen-

ciada no passado. A estrutura independente possibilita uma planta livre e funcional, mas as colunas, pisos

e vigas constituídos de troncos pouco desbastados contrastam com o resultado formal que normalmente

se encontrava no Movimento Moderno. Dentre as razões que motivaram a escolha, está a economia con-

siderável pela abundância da matéria-prima no local. O caráter de simplicidade que o edifício assumiu foi

muito apreciado pelas pessoas a que se destinava, além de inserir-se sem violência na paisagem. (BRUAND,

1981). Na fachada com melhor orientação e melhor vista está um terraço coberto, mostrando um conjunto

de soluções funcionais, mas livre dos exageros e rigores impostos pela doutrina racionalista.

Figuras 2.12 e 2.13: Parque

Hotel São Clemente, Nova

Friburgo, RJ. Lúcio Costa,

1944. Fachada Sul e Varanda.

Fonte: WISNIK, 2001,p. 81.

Brises

As características climáticas dos países tropicais entraram na pauta das preocupações com as dificuldades a

serem transpostas pela Arquitetura Moderna. Gregori Warchavchik, em 1930, relatava ao comitê do CIAM a

“dificuldade que reside na intensidade dos raios de sol através dos grandes painéis de vidro, o que nos obriga

a encontrar um meio de isolar perfeitamente os aposentos durante as horas de forte calor. De outro lado,

o país sendo úmido, as grandes aberturas são muito agradáveis para a ventilação das casas” (CIAM, 1930).

Pelo predomínio do clima quente úmido e quente semi-úmido no território brasileiro, o relato de War-

chavchik encerra os elementos fundamentais para adequação da arquitetura ao clima no Brasil. A parede

exterior surge como um problema de base e a primeira tentativa de resolvê-lo é atribuída aos irmãos Milton

e Marcelo Roberto, na sede da Associação Brasileira de Imprensa, 1938 - RJ, antecipando o sistema do brise


soleil com uma estrutura de lâminas de concreto como dispositivos de sombreamento (BARDI, 1984). Os

brises, originalmente concebidos em duralumínio, foram substituídos por placas de concreto pré-moldado,

a única alteração importante no projeto. O sistema cobre as fachadas Noroeste e Sudoeste, protegendo o

edifício da radiação solar no período da tarde, figuras 2.14 e 2.15.

Figura 2.14: Associação Brasileira de Imprensa, Rio de Janeiro, RJ.

Arqtos. Milton e Marcelo Roberto, 1938, Fachadas NO e SO.

Fonte: MINDLIN,1956, p.194.

Figura 2.15: Ministério de Educação e Saúde, Rio de

Janeiro, RJ.

Lúcio Costa, Oscar Niemayer, Jorge Machado Moreira,

Affonso Eduardo Reidy, Carlos Leão e Ernani Vascon-

cellos, 1937-1943. Vista Interior Norte

Fonte: WISNIK, 2001, P. 59.

A parede externa, atrás dos brises, é composta de portas de vidro com ventilação superior que ficam afas-

tadas da fachada, formando um espaço que funciona como circulação auxiliar e também como zona de

dispersão de calor (MINDLIN, 1956).


Muxarabi

O muxarabi parece bastante adequado ao clima do Nordeste brasileiro, onde surgiu uma variação chama-

da urupema, que substitui a madeira pela palha trançada. Nesta região recomendam-se materiais leves,

de pouca inércia térmica, combinados com boa ventilação e sombreamento. Na Residência João Paulo

de Miranda Neto, Maceió, 1953, a arquiteta Lygia Fernandes utilizou uma treliça de madeira contínua na

varanda dos dormitórios, o que atenua a incidência solar na fachada Nordeste, mantendo a ventilação e

iluminação natural do ambiente, figura 2.16.

Figura 2.16: Residência João Paulo de Miranda Neto, Maceió, AL.

Arqta. Lygia Fernandes, 1953. Fachada Leste (à esquerda).

Fonte: MINDLIN, 1956, p.62.

Por vezes, os brises assumem dimensões tão pequenas que se aproximam do muxarabi. O tratamento dado

às fachadas Nordeste e Noroeste no Edifício Caramurú - Salvador, 1946, de Paulo Antunes Ribeiro, é um

exemplo onde os quebra-sóis assumem pequenas dimensões, formando grelhas de aço de 2 x 3 metros,

alternadas em dois planos e destacadas da parede exterior. Nas grelhas são fixadas telas em fio de bronze

de 1 mm, resultando em um sistema que, além de proteger o ambiente da incidência solar e penetração

de insetos, pouco interfere na vista exterior e ainda possibilita a ventilação e iluminação pelas aberturas,

figura 2.17.


Figura 2.17: Edifício Caramurú, Salvador, BA. Arqto. Paulo Antunes Ribeiro,

1946. Fachadas N e NO (à direita).


Pergolado

O pergolado possibilita dosar a penetração solar e criar espaços confinados, um ambiente intermediário

entre o exterior e o interior. Assim, servem tanto para aquecer como para resfriar e ventilar o ambiente. Per-

mitem a criação de jardins levemente sombreados que, integrados ao ambiente interior, apresentam uma

variação dinâmica da luz bastante agradável, por seu jogo de contrastes peculiar, figuras 2.18, 2.19 e 2.20.

Figura 2.18: Residência Milton Guper, São Paulo, SP.

Arqtos. Rino Levi e Roberto Cerqueira Cesar, 1953.



Figura 2.19: Centro Técnico de Aeronáutica, São José dos Campos, SP.

Oscar Niemeyer, 1942.

Fonte: MINDLIN,1956, p.116.

Figura 2.20: Residência Heitor Almeida, Santos, SP.

Arqto. J. Vilanova Artigas, 1949.


2.1.4 A luz como elemento fundamental na concepção e criação do espaçoA compreensão, o tratamento e o uso da luz, assim como a arquitetura, tem muito de sentimento, figuras

2.21 e 2.22.


Figura 2.21: Centro Cultural de Fortaleza, CE.

Foto cedida pelo Professor da FAU/USP Reginaldo Ronconi.

Figura 2.22: Catedral da Sé, São Paulo.

Foto cedida pelo Professor da FAU/USP Reginal-

do Ronconi.

Quando estamos nos referindo à iluminação, um aspecto fundamental é aquele relacionado à ordem essen-

cialmente psicoemocional. Antes de tentarmos obter qualidade sob o ponto de vista de sua funcionalidade,

teremos que considerar o seu aspecto de elemento criador do espaço, como aquela que nos possibilita,

dentro de um significado maior para a arquitetura, uma ambientação agradável e mais humana, figura 2.23.


A essência do pensamento que nos diz que com a luz se cria o espaço está contida na relação fundamental

entre a luz, sombra e cor. A função do ambiente é também um dos fatores mais importantes para a determi-

nação da relação entre espaço e luz, pois nos fala de nossas possibilidades e limitações. Através da relação

entre forma e função podemos extravasar nossos sentimentos mais profundos, através da arte de criar o

espaço. A técnica se funde com a criação, o homem com a própria luz, figura 2.24.

Figura 2.23: Catedral de São Pedro, Vaticano.

Foto cedida pelo Professor da FAU/USP Reginaldo Ronconi.

Uma real compreensão dessa função é que nos possibilitará propor a melhor forma para cumprir o papel

da iluminação. Quando nos referimos a compreender a atividade para a qual estamos projetando, além

dos aspectos meramente funcionais (pragmáticos), temos outros de ordem humana. Sempre estaremos

projetando para alguém.


Figura 2.24: Vitrais da Catedral de Notre-Dame, Paris.


Sentir como a pessoa exerce ou gostaria de exercer a atividade e quais os requisitos mais importantes para

que ela a exerça bem são fatores fundamentais para um projeto funcional de iluminação. A técnica e a

tecnologia, como ferramentas indispensáveis para a concretização tridimensional da arquitetura, podem

nos fornecer outros subsídios necessários para que a Iluminação enquanto arte também se concretize,

figuras 2.25 e 2.26.

Figuras 2.25 e 2.26: Estação metroviária Ca-

nary Worth, Docklands, Londres. Arquiteto

Norman Foster.


Um conceito fundamental que se pode desenvolver a partir dessa relação entre arquitetura e Iluminação

é o da individualidade do espaço. Compõem-se de todas as inter-relações entre luz, cores, texturas, forma

e espaço; relação de harmonia e criação.

Os espaços podem adquirir diferenciação em importância através de uma caracterização particular de luz

e cor de acordo com suas funções. Não se trata em momento algum de subjugar os princípios da criação à

função, pois eles a transcendem em muito. São a própria expressão da arquitetura como obra do homem.


Dentro desse princípio básico do uso da luz, o contraste torna-se um dos elementos mais importantes na

criação do espaço, diferenciação de cores e luminosidade. Lembrando, Kalff6 (1971) nos diz: “O homem está

acostumado a grandes diferenças de luz entre o dia e a noite, o sol e a sombra, o exterior e o interior, e não

aparecia muito a uniformidade”. Ver figuras 2.27 e 2.28.

Figuras 2.27 e 2.28 INETI - Ins-

tituto Nacional de Tecnologia,

Lisboa. Vistas externa e inter-

na da fachada principal.

Fonte: Arqta. Joana Carla Soa-

res Gonçalves

A total uniformidade na distribuição da luz dentro de um ambiente pode nos causar uma sensação de

monotonia e insensibilidade muito desagradável. Por outro lado, a luz difusa causa uma sensação de su-

avidade, serenidade e até mesmo de intimidade. Nos mosteiros e igrejas talvez o tratamento da luz seja

um dos aspectos mais fundamentais da concepção arquitetônica, pelas inúmeras sensações que pode

causar, como as de simplicidade e de misticismo. Normalmente os pontos mais iluminados atraem mais a

atenção. Isto se deve exatamente pelo fato de que é despertado em nós o sentido da diferença por meio

da utilização da luz.

Dentro do princípio básico das cores, ou seja, absorção e reflexão de radiação solar visível com determinadas

frequências de onda, pode-se afirmar, sem dúvida, que a cor é luz. Vemos, portanto, que jamais poderíamos

falar em iluminação sem nos preocuparmos também com as cores.

Contraste de luminância é contraste de cores; é um jogo de luz que abre o caminho para uma linguagem

própria da Arquitetura-Arte. Mas que relações existem realmente entre cor e luz? São relações de mútua

dependência. Se a cor adquire certa luminosidade e tonalidade, dependendo da quantidade de luz que

incide sobre ela, é correto dizer que a luz domina a cor. Mas que luz é esta? A luz incidente!

Quando afirmamos que a cor é luz, estamos obviamente nos referindo à luz refletida. A luz que domina a

cor é a luz incidente, a luz que forma o espaço. Ela também possui cor; portanto, é certo afirmar que a cor

da luz incidente domina a luz refletida, que é a cor da matéria.

6 Kalff: Creative Light, Londres, 1971, pág. 124


Para uma melhor classificação da relação existente entre luz e forma, temos que dizer também que a luz

pode ser usada de maneira a evidenciar os elementos estruturais de um espaço através das posições, di-

mensões e formas das aberturas (luz-estrutura), figura 2.29. Bons exemplos desta afirmação, pertencentes

a duas épocas tão distintas, são as catedrais góticas, e a capela de Le Corbusier em Ronchamp, na França.

Figura 2.29: Catedrais de Sevilha, Espanha.

Fonte: Foto cedida pela Professora da FAU/USP Denise Duarte.

As colunas das catedrais góticas são visualmente independentes (não pertencem a uma parede). Os estreitos

e altos vitrais acentuam a forma e disposição das colunas, ao mesmo tempo em que contribuem com suas

cores para caracterizar o espaço interior, figuras 2.30 e 2.31. No caso de Ronchamp, a linha de luz deixada

entre as paredes e o teto faz com que este último se torne praticamente suspenso no ar, como se pousasse

sobre estas. Os nichos de luz das paredes-estrutura evidenciam suas próprias formas, por meio de um jogo

de luzes coloridas. O meio-cone cortado do altar marca sua presença no espaço através da luz que provém

do alto das torres semi-cilíndricas.

A iluminação concebida desta forma pode ser explicada como sendo uma das peças fundamentais da

verdadeira Arquitetura. Somado a isso, é importante o entendimento de quais elementos básicos da per-

cepção devem ser considerados, para que possamos criar um espaço que corresponda às expectativas de

quem vai efetivamente utilizá-lo.


Figuras 2.30 e 2.31: Catedral da Sé, São Paulo.


Figuras 2.32 e 2.33: Estação Julio Prestes, São

Paulo.


Deve-se partir do princípio de que todas as impressões visuais que chegam até nós são analisadas e inter-

pretadas pela mente humana. Kalff7 mais uma vez nos diz: “Não são somente nossos olhos que nos dizem o

que e como nós gostaríamos de ver. Nossa mente tem uma grande influência em nossa percepção visual,

o que significa que o ser humano, com sua experiência, seus desejos, interesses e aversões, influencia o

modo como vemos. Nós seremos capazes de projetar ambientes visualmente confortáveis dependendo

dos modos pelos quais passamos a estudar esses problemas” (KALFF, 1971).

Assim, a luminosidade entendida, antes de tudo, como sensação visual, não pode ser medida porque é

subjetiva - é a impressão individual que uma pessoa tem ao olhar uma superfície ou espaço.

Nós olhamos o tempo todo, mas vemos somente aquilo com que nossa mente está preocupada e/ou

interessada em ver. Geralmente percebemos aquilo que tem algum significado especial para nós. É preci-

so que algo aconteça para que nossa atenção seja atraída e, assim, nós possamos perceber o que ocorre

exatamente a nossa volta. Nessa hora vemos o que nos rodeia. É baseado nesse princípio que Kalff (1971)

sentencia que o olho é cego ao que a mente não vê.

7 Kalff: Creative light, Londres, 1971, pág.3.


Figura 2.34: Primeira Igreja Jesuíta em Roma, 1589.

Fonte: Foto cedida pela Profesora da FAU/USP Denise Duarte.

2.2 Iluminação na arquitetura colonial brasileira8

Este texto trata de uma visão geral sobre a evolução da casa colonial brasileira, entre os séculos XVII e XIX,

incluindo aspectos do uso da iluminação natural. Devido à extensão do referido assunto, este texto deli-

mita a área de estudo ao Estado de São Paulo, apesar de nos referimos também a outras regiões do Brasil,

e fazemos considerações de caráter mais geral sobre Arquitetura e Iluminação.

Para podermos fazer considerações sobre o problema da Iluminação temos de partir do produto final “edi-

fício”, determinado não só pelos sistemas construtivos, mas também pelas necessidades e aspirações do

Homem, respeitando as diferenciações regionais devidas a uma série de fatores entre os quais podemos

citar os recursos econômicos, a disponibilidade de mão-de-obra, as matérias-primas disponíveis, o clima,

etc. Dentro do presente texto, um fator é de extrema importância: o processo de colonização implantado

no país, a posterior emancipação do Brasil já no século XIX e o “modo de vida” decorrente desses fatores,

costumes e cultura refletidos nas habitações.

A janela sempre teve grande importância na determinação da forma e caráter do edifício. Em cada perío-

do o desenho da janela foi determinado por considerações sociais, tecnológicas e econômicas, além dos

requisitos estritamente relacionados à iluminação. Através do tempo, as necessidades de segurança, as

limitações estruturais, o tamanho dos panos vidrados possíveis de fabricar, etc., foram alguns fatores que

determinaram sua forma, figura 2.35.

8 Este sub-item tem como referências bibliográficas principais os autores REIS Fo, Nestor (1970) e LEMOS, Carlos Alberto (1969) e (1976).


Figura 2.35: Janela da casa bandeirista, séc. XVII - São Paulo.


O clima foi, e é ainda, um condicionante dos diversos tipos de habitação que tivemos no Brasil, relacionando

iluminação, ventilação, conforto higrotérmico e aberturas. Exemplo claro disto, é a Arquitetura do norte-

nordeste do Brasil que num clima quente úmido tropical, adapta a casa portuguesa, essencialmente urbana,

ao clima, eliminando as paredes internas até o teto, adotando duas águas de palha ou de telha de barro,

casas estas essencialmente abertas, voltadas para o quintal, com os ambientes principais bem arejados.

Outro bom exemplo desta adaptação coerente da Arquitetura ao clima é o desenho da janela colonial

brasileira. As aberturas, ao incorporarem as treliças, as gelosias e os muxarabis para controle da intensa

radiação solar do nosso clima tropical, propiciam internamente uma luz controlada, mais tênue, de am-

bientação muito agradável e, ao mesmo tempo, garantem ventilação abundante, necessária para se atingir

as condições de conforto térmico, figuras 2.36 e 2.37.

Figuras 2.36 e 2.37: Janela colonial das cidades históricas de

Minas Gerais (vistas externa e interna).

Fonte: Fotos cedidas pelo Professor Reginaldo Ronconi, da

FAU/USP.


2.2.1 O desenho da janelaDesde o período colonial, o enquadramento e a vedação dos vãos de portas e janelas se aproveitavam de

diversos aperfeiçoamentos tecnológicos, sofrendo ao mesmo tempo mudanças constantes, com o fim de

responder às novas condições de uso das habitações.

Um ponto digno de atenção é o que se refere à relação dos vãos com parede. Nas casas mais antigas, presu-

mivelmente nas dos fins do século XVI e durante todo o século XVII, os cheios teriam predominado; a medida,

porém, que a vida se tornava mais fácil e mais policiada, o número de janelas ia aumentando; já no século

XVIII, cheios e vazios se equilibravam. No começo do século XIX, predominavam francamente os vãos. De

1850 em diante as ombreiras quase se tocam, até que a fachada, depois de 1900 se apresenta praticamente

toda aberta, tendo os vãos, muitas vezes, ombreira comum. Nesse processo de desenvolvimento da janela,

à medida que o número de janelas aumentava, ela se tornava símbolo de “status” social, figura 2.38.

Figura 2.38: Evolução da janela.

Fonte: REIS FILHO (1970).

Em relação à janela vemos agora o desaparecimento do balcão já por volta do final do século. As salas

abriam-se por meio de janelas, com peitoris de alvenaria mais estreitos que as paredes, com cerca de 20

cm de largura.


Figura 2.39: Evolução das jane-

las.


A presença dos peitoris era marcada no revestimento das fachadas por elementos decorativos; às vezes por

falsas balaustradas. Em alguns casos, conservava-se, entalado entre as ombreiras, um pequeno parapeito

de metal, figura 2.40.

Na parte superior, as bandeiras foram aos poucos sendo substituídas por espaletas, cujas composições

combinavam, no exterior, com as dos peitoris. Já no fim do século, era possível observar que o ornamento

superior tendia a desaparecer e o inferior a ser substituído, em muitos casos, por grandes jardineiras de

gerânios.

Figura 2.40: Paço Imperial, Rio de Janeiro.

Fonte:Arqto. Nelson Solano.

Figura 2.41: Janela em corpo saliente e bow window.



“Em alguns casos, os vidros eram decorados com desenhos de motivos florais. As vidraças eram ainda ex-

ternas e, quando as folhas de vedação eram abertas, percebiam-se então por dentro, as cortinas de rendas,

com desenhos semelhantes ou motivos de caçadas. Em outros casos, as vidraças eram subdivididas em

peças quadradas ou retangulares, com menos de um palmo de largura, que recebiam vidros coloridos,

com o objetivo de impedir a vista para os interiores e formavam composições estritamente geométricas,

que lembravam um pouco as ulteriores criações do neoplasticismo” (REIS, 1970).

Convém lembrar que a iluminação, pela utilização nas janelas dessas subdivisões e vidros coloridos, era

diminuída, considerando-se uma única janela. Porém, ela era compensada pelo grande número de aberturas

que geralmente os ambientes possuíam, auxiliada ainda pela substituição da almofada central das portas

por pequenas “janelas” de vidro, protegidas com grades de ferro fundido.

As primeiras venezianas surgiram nos dormitórios. Eram compostas de réguas largas e substituíam as vidra-

ças, como vedação externa. Em alguns casos deixavam aberta, na parte superior, uma bandeira de vidro;

na maioria dos casos, porém, cobriam o vão inteiramente, preparando dessa forma o desaparecimento

das bandeiras.

“Surgem também nessa época as janelas com montagens metálicas, geralmente com a forma de vitrais.

Eram empregadas como proteção, nos alpendres e jardins de inverno. Os vidros coloridos conferiam ao

espaço interior um encanto especial assegurando, ao mesmo tempo, grande luminosidade” (REIS, 1970).

Surgem também as janelas em corpo saliente - pequenos corpos salientes abrindo-se por meio de três

janelas alongadas na altura e estreitas, sobretudo nas laterais. Uma janela, quanto mais alta fosse - o que era

uma característica geral nessa época - maior profundidade de penetração de luz teria. Isso, de certa forma,

aumentava muito a iluminação dos ambientes.

Aparecem também as “bay windows”, comumente usadas nos alpendres e jardins de inverno dando para

os jardins laterais, figuras 2.41 e 2.42. Aqui, vemos mais um elemento importado, alheio a nossa realidade,

pois esta “bay window” estava associada a uma necessidade dos países europeus em reter o máximo de

sol possível (aumentando a superfície das janelas como mostra a figura 2,42) devido a um clima diferente

do nosso, mais frio e com menor luminosidade da abóbada. Em nosso clima, elas contribuíram para um

superdimensionamento das aberturas nas residências.


Figura 2.42: Bay-window, Reading, Inglaterra.


2.3 A luz na arquitetura e as novas tendências tecnológicas

O uso da luz na Arquitetura tem a dupla função de trazer poesia e boa funcionalidade aos edifícios, tendo

esta última se tornado importante, como crescimento das funções impostas pela sociedade moderna do

século XX - edifícios complexos, de grandes dimensões e múltiplas funções.

Desde os modelos mais clássicos, a luz tem sido distribuída ao longo dos interiores, a fim de permitir visão

clara e nítida das dimensões espaciais, fornecendo assim as informações básicas a respeito dos ambientes.

Na medida em que cerca de 70% da nossa percepção do mundo é feita por estímulos visuais, o papel da luz

torna-se primordial nesse processo. A aplicação da luz traz modulação de formas, beleza e sensualidade, e

proporciona encantamento à Arquitetura construída, figura 2.43.

Figura 2.43: Centros Borges, Buenos Aires. Formas e estrutura sob o

efeito da luz.



Figura 2.44: I lha de Santorim, Grécia.

Fonte: Arqto Nelson Solano.

As mais eloquentes criações da história da Arquitetura não demonstram uma preocupação óbvia com a

precisão visual e a claridade formal. A ideia era fazer dos espaços idealizados, canais para a intensificação

do emocional, sentimentos de valorização da vida humana, suas crenças e origens. Simples exemplos

de culturas arquitetônicas vernáculas demonstram com clareza o poder de criação da luz. Tomando-se o

exemplo das vilas gregas, observa-se a habilidade de usar o sol forte e o céu brilhante típico do lugar, na

composição de espaços públicos de luminosidade exuberante, proporcionada pela reflexão das superfícies

externas totalmente revestidas em argila local, figura 2.44.

Olhando para o passado, nos tempos áureos de construção da Grécia antiga percebemos que, a luz tinha uma

forte relação com o mundo espiritual. No grande Pantheon romano, uma das obras mais impressionantes

de toda a história da Arquitetura, o espaço fechado por suas dimensões, forma e tratamento de superfície,

celebra a dimensão temporal, as estações do ano e o próprio clima, figura 2.45.


Figura 2.45: Pantheon, Roma.

Fonte: Foto cedida por Roberta Kronka.

Caminhando no tempo, vemos que as catedrais góticas eram entendidas como espaços públicos de re-

presentação intensificada e abstrata da força divina. Os interiores dessas obras expressam a ideia de magia

e beleza na reprodução da casa de Deus, usando artifícios arquitetônicos de configuração espacial, como

organização das plantas, forma e posicionamento das aberturas, com o objetivo de se obter o controle sobre

a entrada e reflexão dos raios luminosos. Como resultado, o próprio interior fechado, exaltado pelo efeito

da luz natural e privado da visão do exterior, proporcionava a abstração da elevação a Deus, figura 2.46.

Figura 2.46: Interior da Catedral de Notre-Dame, Paris.



O Barroco, também com muita ênfase, explorou a luz natural para elevar a sensibilidade do espaço interior

aplicando dutos de luz em paredes e coberturas espessas. A inspiração para tal propósito era buscada em

exemplos encontrados na natureza, como cavernas e florestas. Assim como no Gótico, no Barroco a comu-

nicação mais forte com o mundo exterior acontecia por meio da luz natural.

Chegando ao século XX, o movimento moderno deu continuidade ao forte compromisso da Arquitetura

com a abstração, porém adotando outro enfoque quanto às relações espaciais. O espaço fechado interiori-

zado da história foi desmaterializado com a dissolução das barreiras físicas e visuais entre interior e exterior.

Considerando as bases da cultura modernista, observaram-se duas tendências simultâneas representativas

desta abordagem.

A desenvolvida pela Escola Bauhaus, fundada na Alemanha na década de 30, que introduziu a cortina de

vidro, criando a ideia do espaço aberto sem limites alcançado pela transparência total. O uso generalizado

das fachadas inteiramente envidraçadas lançadas pela Bauhaus se tornou possível graças ao avanço da

indústria do vidro e outras tecnologias como a luz fluorescente e os sistemas de ar condicionado, surgidos

com o término da Segunda Guerra Mundial. Uma significativa amostragem desta postura arquitetônica

está no trabalho de Mies van der Rohe, em que as fachadas de vidro são adotadas em variadas tipologias,

de torres de escritório e edifícios residenciais, a galerias de arte e pavilhões de exibição, figura 2,47.

Figura 2.47: Galeria Nacional de Berlim. Arquiteto. Mies

van der Rohe, um dos marcos da escola Bauhaus, 1962.

Fonte: Arqta. Joana Carla Soares Gonçalves.

Dentre a coletânea das obras de Mies van der Rohe, pode-se destacar o Seagram Building em Nova Iorque,

concluído em 1958. Este é um dos primeiros edifícios na tipologia de torres de escritórios a utilizar a cortina

de vidro e a estrutura independente das vedações em aço. Aclamado como o edifício alto mais elegante

de todos os tempos, o Seagram Building com 38 andares, é visto como a concretização da filosofia de Mies,

de economia moderna, funcionalidade, aglomeração de massas e pureza de forma.


A Farnsworth House, outra marcante obra de Mies, também chamada de “glass house”, construída em

Illinois nos anos 40 (1945 - 50), formada por um só ambiente e erguida em uma plataforma de concreto,

onde perfis metálicos sustentam os panos de vidro, dilui-se no contexto natural, estabelecendo uma total

comunicação visual com a natureza emoldurada pela estrutura da envoltória.

Mies van der Rohe, realizando uma Arquitetura de ordem, rigor e beleza, como a vista no Pavilhão da Ale-

manha na EXPO’29 em Barcelona e na Galeria Nacional de Berlim (1962 - 1968), desenvolve o conceito do

espaço universal, condizente ao racionalismo utilitário do mundo capitalista moderno.

Embora não sendo considerado um edifício alto, o Lever House, projeto do renomado escritório S.O.M. -

Skidmore Owings & Merrill, concluído em 1952, também em Nova Iorque, é o primeiro da linha de caixas

de vidro, que revolucionaram a Arquitetura dos edifícios altos em todo o mundo. Aqui, cabe destacar que,

anterior ao próprio Lever House na aplicação da tecnologia da fachada envidraçada, está o edifício do MEC

no Rio de Janeiro, construído entre 1929 e 1937, a partir de uma ideia original do arquiteto franco-suíço

Le Corbusier e projetado por um grupo de arquitetos formado por Lúcio Costa, Jorge Machado Moreira,

Affonso Eduardo Reidy, Oscar Niemayer, Carlos Leão e Ernani Vasconcellos, no qual foi realizado o primeiro

ensaio mundial de uma fachada não estrutural, inteiramente em vidro, figuras 2.48 e 2.49.

Figuras 2.48 e 2.49: MEC RJ Fachada Sul (es-

querda) Fachada Norte (direita).


Em paralelo à teoria da transparência total, aparece a arquitetura de Le Corbusier, que estabeleceu um

novo código de valores para os edifícios modernos, com a ideia de abstração e transparência, porém não

tão óbvia como nas propostas de Mies Van der Rohe. Arranjos articulados sobre continuidade e interpene-


trações espaciais, conferindo subjetividade e sutileza às obras, ao mesmo tempo, oferecendo gradativas

percepções do mundo exterior ao longo de sequências espaciais, criavam todo um ritual arquitetônico.

Dentre as inúmeras obras construídas do mestre Le Corbusier, a Villa Savoye, a Villa Stein e a Capela em

Ronchamp são claras demonstrações de seu trabalho com luz e transparência, figura 2.50.

Figura 2.50: Capela, Ronchamp, Arqto. Le Corbu-

sier.


É importante ressaltar o papel marcante de outros arquitetos atuantes neste século, como Alvar Aalto,

Frank Lloyd Wright e Louis Khan, verdadeiros nomes do modernismo, e conhecedores do uso da luz natural

como parâmetro do espaço construído, os quais demonstram a importância dos espaços sequenciais e

das seções (cortes) na manipulação dos efeitos da luz sobre a forma e o meio interior, figuras 2.51 e 2.52.

Figuras 2.51 e 2.52 Museu

d e A r t e C o n t e m p o r â n e a

Guggenheim, Nova Iorque

Arqto. Frank Lloyd Wright.

A partir da década de 50, difunde-se por muitos países do mundo, o conceito de “pele de vidro” por meio

do “estilo internacional” lançado pelo Movimento Moderno.

Se no caso dos países onde surge esta proposta de Arquitetura, esta linguagem e partido arquitetônico

fazem sentido, pois são países de clima temperado/frio com grande necessidade de captação de luz e ca-

lor externos, em outros países de clima essencialmente quente, esses mesmos princípios acarretam uma

Arquitetura crítica do ponto de vista ambiental - com excesso de luz e desconforto térmico.


Figura 2.53: Sede das Nações Unidas, Nova York, Arqto. Le Corbusier


Figura 2.54: Aplicação do conceito da “pele de vidro” em edifício Teleporto,

Rio de Janeiro.


No decorrer dos últimos 20 anos, a tecnologia e a arte da transparência vem demonstrando avanços que

mais uma vez revolucionam a Arquitetura.

O progresso tecnológico, após a afirmação do movimento high-tech, surgido nos anos de otimismo tec-

nológico da década de 60, evoluiu para discussões que abordam preocupações com aspectos de entorno,


consciência social, uso da energia, urbanidade e consciência ecológica, chegando então ao chamado

movimento Eco-tec. Neste contexto destacam-se os nomes de Richard Rogers, Norman Foster, Nicholas

Grimshaw e Michael Hopkins, dentre outros, figuras 2.55 a 2.59.

Figura 2.55: Instituto Mundo Árabe - Arqto. Jean Nouvel. Fachada tipo

“diafragma” controlada por sensores fotossensíveis.


Figura 2.56 Centro George Pompidou, década de 70, Paris.

Arquitetos Richard Rogers e Renzo Piano. Primeira obra de

marco da Arquitetura high- tech.


Figura 2.57: Edifício de escritório – Empresa Channel 4, Londres - Arqto.

Richard Rogers. Exemplo da Arquitetura Eco-tec.


Figura 2.58 Complexo Residencial Grand Union Canal,

Londres, Arqto. Nicholas Grimshaw - Exemplo da Arqui-

tetura Eco-tec.

Figura 2.59 Edifício de escritório no complexo Stockley

Park, Londres. Arqto. Normam Foster, década de 90.


Questões atuais de caráter ambiental e energético de ordem global têm provocado um movimento de

volta a formação dos espaços motivados pela procura de luz e ventilação natural, oferecendo um sentido

amplo de lugar, como o identificado na arquitetura de Le Corbusier e Khan. Porém, devido à própria com-

plexidade das funções e necessidades, os grandes halls de transparência total continuarão como resultados

de posturas arquitetônicas inevitáveis e necessárias, tendo seu lugar garantido no mundo contemporâneo.

Simultaneamente, esforços de uma arquitetura inovadora em elaborar interações entre relações espaciais

e tecnologia permitem avanços, como os presentes no uso mais consciente das paredes de vidro, comuni-

cando interior e exterior com maior sutileza e na adequação da luz natural em partes centrais dos edifícios.

Apesar de toda a discussão a respeito dos impactos ambientais relacionados ao consumo de energia nos

edifícios, o futuro oferece perspectivas promissoras, uma vez que é arquitetonicamente e tecnologicamente

possível construir espaços de qualidade ambiental, que dentre outros aspectos, incluam o aproveitamento

da luz natural.

3 UNIDADES E GRANDEZAS FOTOMÉTRICASA Fotometria é a parte da Física Aplicada que (fundada por Lambert, em 1760) trata da intensidade das luzes

emitidas pelas fontes e considera os efeitos de iluminação que elas produzem sobre os corpos. Curiosamente,

tais conceitos permanecem inalterados até a atualidade. A luz era um conceito intuitivo, e sua análise era feita

empiricamente, pela observação dos resultados obtidos em experiências com velas. Mesmo com esta falta de

recursos, os cientistas foram capazes de estabelecer as leis do inverso do quadrado da distância e a lei do cosseno.

Figura 3: A compreensão das grandezas fotométri-

cas é importante.


Embora a explicação de cada grandeza fotométrica seja relativamente simples, sua compreensão é bastante

complexa. Quando refletimos sobre o significado do comprimento de um objeto, somos normalmente

levados a uma operação física para a compreensão da grandeza envolvida. Entretanto, pode ser imprudente

afirmar a “verdade” de uma noção pelo método operacional. Tal procedimento pode ser bem sucedido em

algumas áreas da ciência, mas em física tem sido severamente questionado. De qualquer forma, parece ser

satisfatório para o entendimento de algumas grandezas e suas derivações.

O mesmo não ocorre com as grandezas fotométricas. Aqui, não se trata apenas de um conceito físico,

mas agrega-se o elemento fisiológico da percepção visual. São os aspectos físicos e subjetivos da luz. Os

primeiros podem ser avaliados por aparelhos, já os segundos relacionam-se à sensação. Por não ser a luz

matéria palpável, até os aspectos físicos têm sua compreensão dificultada.


A sensação é incomensurável, mas pode estar relacionada ao aspecto físico, desse modo pode-se obter

um resultado válido (HOPKINSON; PETHERBRIDGE; LONGMORE, 1975). A distinção entre os dois aspectos

é fundamental para avaliar os resultados em um projeto de iluminação, podendo ainda ser acrescentado

o aspecto psicológico envolvido.

As metodologias existentes para o cálculo de iluminação, principalmente para iluminação artificial, atende

aos casos comuns e dispensa um aprofundamento desses conceitos. Entretanto, para casos com alguma

peculiaridade parece fundamental o entendimento integrado das grandezas para o controle do compor-

tamento da luz e aproveitamento de seus recursos.

São dez as principais grandezas fotométricas relativas à iluminação natural e artificial. A maioria delas refere-

se mais à iluminação artificial do que à natural, como mostra o sub-ítem 3.1.

3.1 Principais grandezas

Para a iluminação artificial: Fluxo Energético; Fluxo Luminoso; Intensidade Luminosa; Iluminância; Eficiência

Luminosa; Luminância; Contraste; Índice de Reprodução de Cor; Temperatura de Cor; Vida Média ou Mediana.

Para a iluminação natural: Iluminância, Luminância, Contrastes e Temperatura de Cor.

Abaixo, passamos a apresentar as principais definições, conceitos e unidades dessas grandezas.

Fluxo Energético (P)

Conhecido também como Potência. É a potência transportada por todas as formas de radiação presentes

no feixe energético, incluindo a luz visível, a infravermelha e a ultravioleta. Unidade: WATTS (W).

Aplicação: A potência do sistema artificial de iluminação será determinada em função do sistema de ilu-

minação adotado e do nível de iluminância desejado. Ela determinará o número de lâmpadas adotadas

no projeto e no consumo de energia final da instalação. Do ponto de vista prático, ele é um dado mais

final do que inicial de projeto. Uma das formas de avaliarmos uma instalação de iluminação do ponto de

vista econômico é estabelecermos a potência instalada por unidade de área, ou seja, Watts/m², através da

seguinte relação:


P < 10 Watts/m²: Muito econômico

10 < P < 20 Watts/ m²: Econômico

P > 20 Watts/ m²: Antieconômico

Fluxo Luminoso (F ou ϕ)

Assim como no caso da luz natural, as fontes de luz artificiais emitem ondas eletromagnéticas, mas o olho

humano é sensível somente a certo intervalo de comprimento de onda (vide cap.4). Dentro desta definição,

luz compreende a radiação eletromagnética capaz de produzir estímulo visual. Dessa maneira, a radiação

total emitida por uma fonte luminosa, dentro dos limites que produzem estímulos visuais, é chamada de

fluxo luminoso (ϕ) e sua unidade é lúmens. Os comprimentos de onda mencionados estão compreendidos

no intervalo de 380nm a 780 nm (alguns autores dizem de 400nm a 800 nm).

Aplicação: o fluxo luminoso também é um dado final de projeto mais do que um dado inicial. Ele é deter-

minado também pelo sistema de iluminação artificial adotado e pelo tipo de lâmpada, em função do nível

de iluminância que se deseja obter no projeto.

Eficiência Luminosa (η)

É a relação entre o fluxo luminoso em lúmen emitido por uma fonte e seu fluxo energético (potência)

consumido para produzi-lo. É conhecido também como eficácia ou rendimento. Unidade: lúmen/watt.

Aplicação: esta grandeza é muito útil quando de análises econômicas e de consumo energético das ins-

talações de iluminação artificial. Torna-se um parâmetro importante de comparação entre lâmpadas. Por

exemplo: lâmpadas incandescentes apresentam uma eficiência luminosa em torno de 10 a 15 lúmens/

watt, enquanto que as fluorescentes convencionais 55 lúmens/watt, as fluorescentes tipo “energy saver” 80

lúmens/watt, podendo as fluorescentes de última geração chegar até 104 lúmens/watt. Em outras palavras,

se consegue mais luz com menor gasto de energia.


Rendimento de uma luminária

É a relação entre o fluxo luminoso total emitido por ela e o fluxo luminoso emitido pela(s) lâmpada(s).

Unidade: %. Deve ser dado pelo catálogo do fabricante.

Aplicação: esta grandeza é muito útil quando de análises econômicas e de consumo energético das ins-

talações de iluminação artificial. Torna-se um parâmetro importante de comparação entre luminárias. Lu-

minárias com melhores rendimentos darão mais fluxo útil no plano de trabalho e menos gasto de energia.

Níveis de Iluminância9 (E)

A luz que uma lâmpada irradia, relacionada à superfície de incidência, define mais uma grandeza lumino-

técnica: iluminância10, cuja expressão matemática é a seguinte:

E=F/A

onde F= fluxo luminoso (lLúmens) e A= área (m²).

Figura 3.1: Nível de Iluminância (lux).


A Iluminância é a luz que chega (incidente) numa determinada superfície ou plano de trabalho, figura 3.1.

Aplicação: Como o fluxo luminoso não é distribuído uniformemente, a iluminância não será a mesma em

todos os pontos da área em questão. Considera-se, por isso, a iluminância média dentre vários pontos de

uma determinada área, para que se afirme se aquela área está dentro dos limites de iluminância necessários,

estabelecidos para a função a ser executada. Existem normas especificando os valores mínimos e máximos

de E, para ambientes diferenciados pela atividade exercida (vide capítulo 5).

9 Nível de Iluminância, ou Nível de iluminamento, ou Nível de Iluminação, ou Aclaramento - são todos sinônimos,, sendo o primeiro o mais normatizado tecnicamente.10 ILUMINÂNCIA - símbolo: E, unidade: Lux (lx)


O nível de iluminância (lux) pode ser medido facilmente por meio de um equipamento denominado luxímetro.

Figura 3.2 – Luxímetro.

Fonte: Catálogo comercial OSRAM (2010/20).

Intensidade Luminosa (I)

Para a aferição de quantos lúmens são emitidos por uma fonte luminosa, é necessário que sejam feitas medi-

ções nas direções onde se deseja obter esta informação, uma vez que a fonte luminosa quase nunca irradia

a luz uniformemente em todas as direções. Adotando-se um vetor para cada direção, o seu comprimento

indica uma determinada intensidade luminosa, sendo, portanto, o fluxo luminoso irradiado na direção de

um determinado ponto. A intensidade luminosa tem símbolo “I” e unidade, candela (cd).

A intensidade luminosa (cd), emitida por uma fonte pontual, origina o fluxo luminoso (lúmen) e a iluminância

(lux), que é função da área atingida (m²). Como a intensidade luminosa e o fluxo luminoso permanecem

constantes, quanto maior a distância entre a fonte e a superfície iluminada, maior a área atingida e, por-

tanto, menor a iluminância. Este fenômeno é conhecido como a Lei do Inverso do Quadrado da Distância,

figura 3.3.

Figura 3.3: Lei do Inverso do Quadrado da

Distância.

Fonte: IES, 1993. p. 29.


Em um plano transversal à lâmpada, traçando-se uma linha unindo as extremidades de todos os vetores

originados dessa fonte, obtém-se a curva de distribuição luminosa (CDL), ou seja, essa curva é a represen-

tação gráfica da intensidade dessa fonte luminosa em todas as suas direções de emissão, figura 3.4.

Figura 3.4: Curva de distri-

buição de uma luminária.

Fonte: Catálogo comercial

ITAIM.

A intensidade luminosa pode ser associada à lâmpada ou à luminária, sendo na prática este segundo caso

muito mais útil, pois sempre adotamos uma lâmpada em conjunto com a luminária. Quanto maior a Inten-

sidade Luminosa de uma fonte, mais brilhante ela parecerá ao observador, numa dada direção de visão.

Exemplos:

Halógena Dicróica 50W, facho fechado (10º): 9000 cd

Halógena Dicróica 50W, facho aberto (30º): 1600 cd

Lâmpada PAR 38, 90W: 4000 cd

Aplicação: esta grandeza é absolutamente necessária quando dimensionamos os sistemas de iluminação

por um método de cálculo denominado “ponto a ponto” (vide capitulo 6). Neste caso, precisamos calcular,

por exemplo, o nível de iluminação num determinado plano de trabalho proporcionado por uma determi-

nada luminária, como ilustram os desenhos da figura 3.5.

Quando o ponto de interesse “P” estiver sob a luminária, seu nível de iluminância será:


EP = I / h2

Figura 3.5: Descrição das grandezas envolvidas no cálculo de EP.

Fonte: Catálogo Comercial Itaim.

Considerando que h deverá ser ≥ 5 vezes a maior dimensão da fonte.

Quando o ponto de interesse “P” não estiver em baixo da luminária como mostrado no caso anterior, teremos:

A) Fonte puntiforme, plano horizontal B) Fonte linear, plano horizontal

C) Fonte puntiforme, plano vertical D) Fonte linear, plano vertical

Figura 3.6: Exemplo de aplicação prática do conceito de intensidade luminosa.

Fonte: Manual Philips, s/d.

Determinamos em escala o ângulo de incidência “a” (figura 3.6 A a D) e com ele entramos no gráfico de dis-

tribuição da luminária que estamos adotando no projeto (como, por exemplo, o da figura 3.4). A partir daí

e pelas fórmulas abaixo, podemos calcular o nível de iluminância no plano de trabalho de nosso interesse,


horizontal e vertical, dependendo se nossa fonte de luz for pontual ou linear. Observação importante: as

curvas de distribuição para determinarmos as intensidades luminosas segundo os ângulos de incidência

(figura 3.6) normalmente são dadas por 1.000 lúmens, portanto, devemos multiplicar o valor tirado do

gráfico em função do fluxo luminoso da lâmpada em questão.

Para fonte puntiforme, plano horizontal

Para fonte linear, plano horizontal

Para fonte puntiforme, plano vertical

Para fonte linear, plano vertical

Sendo:

Iα = intensidade luminosa na direção de incidência (cd)

Hm

= altura do plano de trabalho à luminária (metros)

α = ângulo de incidência (graus)


Luminância (L)

É importante notar que os raios luminosos não são visíveis, a sensação de luminosidade é decorrente da

reflexão desses raios por uma superfície. Essa luminosidade, então vista, é chamada de luminância, figura

3.7. Logo:

Iluminância - luz incidente, não visível

Luminância - luz refletida, visível

Unidade:

cd/m2 - geralmente utilizada para superfícies

cd/cm2 - geralmente utilizada para lâmpadas

Figura 3.7: I luminância e Luminância.

Fonte: Catálogo comercial OSRAM (2010/2011).

A luminância é a sensação de claridade provocada no olho por uma fonte de luz ou por uma superfície

iluminada em uma dada direção; representa a intensidade luminosa da superfície dividida pela sua área

aparente, dada pela posição do observador, também depende das características de reflexão da superfície.


Uma vez que os objetos possuem diferentes capacidades de reflexão da luz, fica compreendido que uma

certa iluminância pode gerar diferentes luminâncias. Vale lembrar que o coeficiente de reflexão é a relação

entre o fluxo luminoso incidente e o refletido pela superfície. Esse coeficiente varia de acordo com a cor e

a textura, da superfície.

A luminância é normalmente abordada para explicar os fenômenos relacionados ao ofuscamento. Entre-

tanto, em iluminação natural, é também fundamental o estudo da iluminação proveniente da luminância

das superfícies, pois a fonte de luz não é pontual, mas uma superfície infinita representada pela abóbada

celeste. Mesmo considerando a luz solar direta - que também não apresenta o comportamento de uma

fonte pontual - o seu aproveitamento é geralmente obtido por reflexão, configurando superfícies como

fontes de luz.

A figura 3.8 ilustra o Modelo Esférico clássico para explicação das grandezas fotométricas. Uma fonte pon-

tual isotrópica com intensidade de 1candela é posicionada no centro de uma esfera ideal de raio unitário.

O ângulo sólido de 1 esferorradiano - embora de forma incorreta para facilitar o entendimento da área

iluminada - determina a iluminância de 1 lux na superfície da esfera. É evidente a inter-relação das gran-

dezas e a dependência da iluminância com o raio da esfera, o que não ocorre com a intensidade e o fluxo

luminoso, constantes para qualquer raio considerado, figura 3.8. Em relação à luminância, cabe a seguinte

observação: “esta grandeza é mais difícil de compreender e o modelo da esfera não pode ser utilizado para

este propósito” (IES, 2000. p.29).

Figura 3.8 : Modelo Esférico.

Fonte: IES, 1993. p. 29.


Observa-se que a luminância é omitida no Modelo Esférico. Seu estudo é feito separadamente, relacionando

a Superfície Luminosa à Superfície Aparente. A luz não é visível até ser refletida pelos corpos e, a maior ou

menor “claridade” que um corpo manifesta ao ser iluminado, dá-se o nome de luminância. Dois modelos

foram identificados para explicar o fenômeno.

A equação que permite sua determinação é:

L = I / ( A x cosα )

onde,

L = luminância em cd/m2

I = intensidade luminosa em cd

A = área projetada em m2

α = ângulo entre o plano de superfície luminosa e a superfície aparente, figura 3.9

Figura 3.9: Superfície aparente.

Fonte: IES, 1993.

Embora a figura 3.9 elucide o entendimento sobre uma superfície aparente e sobre uma superfície luminosa,

é um modelo incompleto que pode levar a conclusões imprecisas ou infundadas. Alguns autores afirmam

que a luminância depende do ângulo entre a superfície refletora e a linha de visão, e será máxima quando

a linha de visão for perpendicular à superfície luminosa. Tal afirmação contradiz a equação anterior, pois


a luminância é inversamente proporcional ao cos ß. Portanto, será mínima, e não máxima para ß=0, se

considerarmos apenas o ângulo de observação. Assim como a superfície aparente, a intensidade luminosa

também varia com o ângulo de observação, além da necessidade de serem definidas as propriedades da

superfície refletora. Neste aspecto, dois conceitos são fundamentais: o difusor perfeito e o refletor perfeito.

Se analisarmos o fenômeno pela intensidade luminosa e, adotarmos a superfície luminosa como um difusor

perfeito, temos pela Lei de Lambert figura 3.10:

Io = intensidade luminosa perpendicular à superfície;

I = intensidade luminosa em qualquer direção;

q = ângulo entre Io e I, Figura 3.10.

Figura 3.10 - Lei de Lambert.

Fonte: Arqto. Norberto Moura.

Como ß= q , temos:

O refletor perfeito é mais fácil de ser entendido, pois seu comportamento assemelha-se ao do espelho. Toda

a luz incidente é refletida de forma simétrica em relação à normal da superfície pelo ponto de incidência.

Portanto, o ângulo de incidência é igual ao ângulo de reflexão.


Esses dois conceitos representam os extremos hipotéticos de uma escala onde estão as superfícies normal-

mente encontradas. Elas se aproximam de um ou outro extremo da escala e, na realidade, tanto o refletor

tem um pouco de propriedade difusora como o difusor de especular.

Conclui-se que a luminância é constante para o difusor perfeito e, para o refletor perfeito, é máxima quando

observada na direção dos raios refletidos. Desse modo, depende das características da superfície refletora,

e não apenas do ângulo entre a superfície e a linha de visão.

Em caso de desconhecimento do valor da intensidade luminosa, usa-se a equação:

L = ( ρ x E ) /π

onde:

ρ = coeficiente de reflexão da superfície

E = iluminância sobre essa superfície em Lux

Contrastes (C)

É a diferença relativa de luminâncias entre um determinado objeto e seu entorno, figuras 3.11 e 3.12. Sem

unidade. Diferenças de luminâncias significam contrastes de cores.

C = (Lobjeto - LFundo) / LFundo

Figuras 3.11 e 3.12: Esculturas no hall

de entrada da Catedral da Sé, São Paulo

(esquerda) e no jardim (direita).


Volumetria destruída por uma iluminação

equivocada (difusa, figura 3.11) e valo-

rizada pela iluminação natural (radiação

solar direta, figura 3.12).


Índice de Reprodução de Cor (IRC)

Um objeto ou uma superfície expostos a diferentes fontes de luminosidade são percebidos visualmente

em diferentes tonalidades. Essa variação está relacionada com as diferentes capacidades das lâmpadas de

reproduzirem diferentemente as cores dos objetos. Desse fenômeno assume-se que sem luz não há cor. Na

capacidade da luz incidente de reproduzir cores, adotou-se o conceito de reprodução de cor, e uma escala

qualitativa de 0 a 100, ou índice de reprodução de cores (IRC), figuras 3.13 e 3.14.

Obviamente, o índice de reprodução de cor possui uma relação direta com a reprodução de cores obtida

com a luz natural. A luz artificial, como regra, deve se aproximar ao máximo das características da luz natural

(referência 100), a qual o olho humano está naturalmente adaptado. A percepção mais correta das cores é

aquela que temos quando colocamos um objeto sob o efeito da luz natural.

Figura 3.13: Curva Espectral de lâmpada fluorescente

com boa reprodução de cor IRC = 85.

Fonte: Catálogo comercial OSRAM (2010/2011)

Figura 3.14: Curva Espectral de lâmpada de sódio de

alta pressão com reprodução de cor ruim IRC = 23.

Fonte: Catálogo comercial, OSRAM (2010/2011)

O IRC é um dado técnico obrigatório e vem especificado nos catálogos dos diferentes fabricantes. Há

algumas décadas atrás, tinha que optar entre uma boa reprodução de cor e um baixo rendimento, ou o

inverso. Hoje em dia, este problema técnico já está resolvido para a maioria das lâmpadas. Temos lâmpadas

de excelente IRC e alto rendimento. A figura 3.15 apresenta alguns exemplos de IRC.


Figura 3.15: Índice de Reprodução de Cor

de algumas lâmpadas.

Fonte: Catálogo comercial, OSRAM

(2010/2011)

Os Índices de Reprodução de Cor podem ser classificados em diferentes categorias. A figura 3.16 apresenta

uma dessas classificações dadas por SILVA (2002).

Figura 3.16: Índice de Reprodução de Cor

de algumas lâmpadas.

Fonte: SILVA, Luiz Mauri. Luz, Lâmpadas

e Iluminação, p.39.

Temperatura de Cor (ºK)

É o termo usado para descrever a aparência de cor de uma fonte de luz comparada à cor emitida pelo corpo

negro radiador (corpo que teoricamente irradia toda a energia que recebe). Um corpo negro muda de cor

ao mudar de temperatura. Existe, portanto, uma relação entre temperatura e cor da luz emitida, expressa

pela “temperatura de cor” em graus Kelvin.

O branco do corpo metálico em alto grau de aquecimento, semelhante ao branco da luz do meio-dia, possui

uma temperatura de 6500oK. A luz amarela, quente, como de uma lâmpada incandescente, está em torno

de 2700oK. As lâmpadas de aparência fria tem temperatura de cor em torno de 5.000oK e as de aparência

neutra, em torno de 4.000oK.


É importante mencionar que a cor da luz nada remete à potência da lâmpada. Por isso não é válida a im-

pressão de que, quanto mais clara a luz fornecida pela lâmpada, maior é a sua potência.

Embora cores consideradas ‘quentes’ sejam avermelhadas e cores consideradas ‘frias’ sejam azuladas, quando

se refere à temperatura de cor, são o inverso. Assim, quando se fala em uma tonalidade ‘fria’, deve-se imaginar

altas temperaturas na escala acima, e o inverso para tonalidades ‘quentes’, figura 3.17.

Figura 3.17: Diferentes temperaturas

de cor.

Fonte: Catálogo comercia l , OSRAM

(2010/2011).

A figura 3.18 ilustra as diferentes temperaturas de cor para luz natural e algumas referências da artificial.

Figura 3.18: Diferentes temperaturas de

cor: luz natural e luz artificial.

Fonte: Catálogo comercial, OSRAM

(2010/2011).


Vida Útil, Vida Média e Vida Mediana

Este fenômeno está relacionado com a durabilidade, em horas, das lâmpadas e reatores, isto é, quanto

tempo duram acesos. Portanto, é um parâmetro que deve ser levado em consideração do ponto de vista

econômico. Veja alguns exemplos de vida útil de lâmpadas:

Incandescentes: 1.000 horas

Halógenas: 2.000 a 6.000 horas

Fluorescentes: 7.500 a 16.000 horas

Lâmpadas Mistas: 10.000 horas

Vapor de Sódio Alta Pressão: 32.000 horas

LEDs: 50.000 horas

EX. 20.000/h para uso residencial significa 10 anos.

Vida Média (ou Média Útil):

Funcionando em períodos contínuos de 3 h, quando 50% do lote está “morto”. Considera-se “morta” a lâm-

pada que não mais se acende. O fluxo luminoso nominal é o fluxo produzido pela lâmpada depois de ter

sido “sazonada”, isto é, tenha funcionado aproximadamente 10% de sua vida provável.

Ciclos de funcionamento mais curtos, partidas mais frequentes, variação de tensão da rede, encurtam a

vida das lâmpadas de descarga.

No passado a relação entre o número de operações liga/desliga e a redução da vida útil das lâmpadas flu-

orescentes era bastante crítica, hoje em dia já não é. No entanto, não se deve ligar/desligar uma lâmpada

fluorescente a cada um ou dois minutos. Se a frequência for de 10 a 15 minutos, já vale a pena, pois o custo

da lâmpada em relação ao consumo de energia é compensador.

4 FONTES PRIMÁRIAS E SECUNDÁRIAS DE LUZ4.1 Disponibilidade de luz natural

Os principais fatores de determinação da disponibilidade da luz natural são sazonalidade, que de acordo

com o movimento do sol estabelece variações de luminosidade natural, variando com a época do ano e a hora

do dia; o clima, como o principal agente definidor dos tipos de céu; a qualidade do ar; características físicas

e geográficas, que lidam com dados de latitude, continental idade e altitude, entre outros, e a orientação e

configuração morfológica do entorno construído, caso existente.

4.1.1 O Sol e os efeitos de sazonalidadeO Sol libera uma quantidade aproximada de seis bilhões de lúmens para cada metro quadrado de sua su-

perfície. Deste valor, cerca de 134 000 lux alcançam a atmosfera externa da terra, onde são absorvidos perto

de 20% desta luz e refletidos 25% de volta ao espaço. Uma parte dos 55% restantes chega à superfície da Terra

diretamente em forma de feixe de raios paralelos, que é a chamada luz direta. Outra fração é difundida pelas

camadas da atmosfera, nuvens e outros elementos com a própria composição do ar, compondo então a luz

difusa. Pelo fato de a luz difusa ser emitida pelo céu em todas as direções, é caracterizada neste componente

uma iluminância primordialmente homogênea da luz natural. O conceito de componentes da luz diurna ex-

plica a possibilidade de existência de luz sem a presença direta dos raios solares, ampliando as chances de se

projetar com a luz natural, sem riscos de se ter aquecimentos desvantajosos.

Tanto a luz direta como a luz difusa compõem a luz natural diurna. Para efeito de simplificação de conceitos

e cálculos, o céu, estabelecido para os estudos de trajetória do Sol, é considerado como sendo uma grande

luminária em forma de meia esfera que é chamada de abóbada celeste.

A direção dos raios solares ou da luz direta pode ser entendida por dois ângulos: o azimute, que define a

posição da projeção do raio em relação ao norte verdadeiro ou geográfico, e a altura do Sol em relação à

linha do horizonte, figura 4.1. As várias posições do sol ao longo do dia e do ano são mostradas nos gráficos

de diagrama solar, figura 4.2.


Figura 4.1: Ângulos para estudo de insolação: “h” - altura

do sol; “α” - azimute do sol e “w” - azimute da fachada.

Fonte: Arqto. Marcelo de Andrade Romero.

Figura 4.2: Diagrama solar para a latitude 24º Sul - cida-

de de São Paulo.


Os valores da luz natural observados nos espaços abertos, durante grande parte do dia, excedem as quan-

tidades de luz requeridas para quase todas as tarefas (pelo menos as mais comuns a serem executadas

em espaços fechados ou atividades internas). Um dos valores mais altos de iluminância recomendado em

espaços interiores, que é de aproximadamente 1.500 lux para tarefas de alta precisão, é possível de ser

alcançado inclusive em edifícios localizados em cidades de baixa latitude, como Kew, na Inglaterra, que

apresenta ao meio dia uma média de iluminância de 7.500 lux no mês de dezembro (inverno) e de 34.000

lux em junho (verão). O que se pode dizer em relação ao Brasil, compreendido entre as latitudes de 0º e

32º Sul aproximadamente, é que esses valores chegam a ultrapassar 70.000 lux ao meio dia no inverno e

100.000 lux no mesmo horário no verão. Estes fatos evidenciam a alta potencialidade do Sol como fonte

de luz e também como uma fonte de energia inesgotável do planeta.


O gráfico desenvolvido pela CIE, Comission Internationale de I’Eclairage, na França, mostra a quantidade

de luz disponível ao longo dos dias de um ano para uma determinada latitude, considerando-se um plano

horizontal desobstruído, ou seja, sem o efeito redutor de luminosidade disponível, provocado por sombre-

amentos, figura 4.3. Os valores variam principalmente de acordo com o ângulo de altura do Sol, determi-

nado pela latitude do lugar, e a quantidade e frequência das nuvens, que é influenciada pelas condições

do clima. Não são consideradas condições particulares de localidade, como sombreamento de edifícios

vizinhos, relevo ou vegetação.

Figura 4.3: Exemplo de disponibilida-

de de luz natural para a latitude 48º

N.

Fonte: European Commission, 1994.

4.2 Climas e tipos de céu

As condições climáticas regionais exercem ação direta na determinação da configuração básica dos tipos

de céu. Em regiões de clima temperado o céu é predominantemente nublado. No clima quente e seco, com

céu claro, este adquire um aspecto azulado e não muito brilhante pela pouca quantidade de partículas de

água na atmosfera. Porém, as características de cor do solo destas regiões determinam uma boa capacidade

de reflexão da luminosidade. Já no clima quente e úmido, o céu aparece como parcialmente nublado e com

muita luminosidade, em decorrência, principalmente, de alta quantidade de vapor d’água na atmosfera, figuras

4.4, 4.5 e 4.6.


Figura 4.4: Clima quente e seco, com céu claro. Deserto

de Nagel, Israel.

Fonte: imagem cedida por Eunice Solano.

Figura 4.5: Céu de clima temperado, tipicamente encoberto. Picadilly

Circus, Londres.


Figura 4.6: Céu de clima tropical quente

e úmido - parcialmente nublado - Rio de

Janeiro.



Como vimos, o papel desempenhado pela luz solar direta e refletida, proveniente da abóbada celeste na

iluminação interior, depende da localidade, ou seja, da latitude e do clima relacionados com a frequência

da nebulosidade. Estes dois últimos fatores foram determinantes nas tradições em relação às janelas e ao

agrupamento dos edifícios. Nas cidades, de clima ensolarado, como algumas da Grécia ou da Espanha (fi-

guras 4.7 e 4.8), a grande quantidade de luz natural que se recebe nos interiores chega através de pequenas

janelas, após se refletir nos muros muito claros do pátio e das fachadas opostas.

Figura 4.7: Arquitetura vernácula grega - Santorini, Grécia.


Figura 4.8: Castela de Allambra - Granada, Espanha.

Fonte: imagem cedida arqta. Denise Duarte, FAUUSP.

A maior parte desta luz é do tipo solar refletida, já que a abóbada celeste, frequentemente apresenta as-

pecto azul profundo de baixa luminância, contribuindo muito pouco à iluminação interior. Na Europa do

Norte, pelo contrário, o Sol raras vezes é visto, e por isso não é considerado como fonte de luz para efeito


de cálculo. Este se baseará essencialmente na luz refletida proveniente da abóbada celeste. Desse cálculo

resultam enormes janelas onde se tem uma vista ininterrupta e livre de obstruções, tanto quanto possível,

dessa abóbada, figura 4.9 a 4.13.

Figura 4.9: Galeria Nacional de Berlin, Mies van der Rohe;

arquitetura de clima frio, com céu encoberto.


Figuras 4.10 e 4.11: Biblioteca da Faculdade de Advoca-

cia de Cambridge, Inglaterra, Arquiteto Norman Foster.


Figuras 4.12 e 4.13: Complexo Downto-

wn, Rio de Janeiro, RJ. LPC Arquitetura.

Clima tropical, com recursos de auto-

sombreamento e cores claras e fortes. E

Centro Cultural de Fortaleza, CE. Espaços

de pé-direito, muitas aberturas para a

ventilação e iluminação natural.

Fonte 4.12: Arqta. Joana Carla Soares

Gonçalves.

Fonte. 4.13 Arqto. Nelson Solano.


Devido à complexidade e diversidade de situações climáticas e atmosféricas, determinantes na composição

dos céus, foram estabelecidos pela Comissão Européia três tipos para os estudos quantitativos e qualitativos

da luz natural: céu de luminosidade uniforme (totalmente hipotético), céu encoberto (típico das regiões de

latitudes altas, como o Norte europeu) e céu claro (típico das baixas latitudes, como o Sul europeu e regiões

equatoriais). Uma séria limitação nesse conceito é o fato de nenhum dos padrões especificados acima con-

siderar as condições de céu parcialmente nublado, bastante frequentes nas zonas tropicais e subtropicais.

O céu de luminosidade uniforme corresponde à condição de céu encoberto por espessas nuvens brancas,

com atmosfera carregada de poeira e Sol não visível. O céu encoberto também se refere ao mesmo tipo,

porém neste modelo, está incorporada a variação de luminosidade da região do horizonte para o zênite,

sendo esta última três vezes mais brilhante do que a primeira. No céu claro, a atmosfera apresenta-se limpa

e o sol é visível, sem a presença de nuvens - consequentemente, a luminosidade varia tanto do horizonte

como ao zênite, e também em relação à posição do Sol. Neste caso, as partes mais altas do céu, pela proxi-

midade com a posição do Sol, alcançam uma intensidade luminosa aproximadamente 40 vezes maior do

que a da linha do horizonte.

Mesmo para os cenários de céu parcialmente ou totalmente encobertos, apesar da presença de nuvens, a

angulação dos raios do sol também influencia na luminosidade. Esse fenômeno fica claro quando se traçam

comparações entre as condições de iluminância de inverno e de verão para várias latitudes: a intensidade

da luminosidade do céu encoberto nos meses de verão é no mínimo duas vezes a correspondente nos

meses de inverno.

4.2.1 Qualidade do arNa ação de absorver e refletir parcialmente a luz direta emitida pelo Sol, que dá origem à luz difusa, as

camadas de ar próximas aos níveis das atividades urbanas, quando bastante carregadas de partículas e gases

poluentes, prejudicam significativamente a quantidade de luz natural, que pode chegar ao interior das cidades

com até 60% de redução. Nesse processo de recebimento da luz natural, espessas camadas de poluição agem

como barreiras aos raios luminosos, refletindo-os de volta para o espaço superior, figura 4.14.


Figura 4.14: Vista aérea da cidade de São Paulo, na Mar-

ginal Pinheiros. Diminuição da disponibilidade da luz

natural pelo efeito da neblina.


Ao compararmos a iluminação proveniente da radiação solar direta à da abóbada celeste, observamos

que a última possui características mais apropriadas para a iluminação de interiores. Além dos aspectos

já citados, como a alta carga térmica e ofuscamento, as variações da luz solar direta são mais acentuadas

e imprevisíveis. O movimento aparente do Sol ou a brusca redução que pode ser proporcionada por uma

nuvem revelam suas características dinâmicas. A luz do céu é mais uniforme e oscila em uma faixa menor,

sendo, portanto, mais compatível com as tarefas em interiores. Embora a luz do Sol seja a fonte fundamen-

tal de luz natural, os métodos de cálculo, normalmente, consideram apenas a iluminação que entra pelas

aberturas, proveniente da parcela de céu visível, recomendando o controle e obstrução da luz solar direta.

Admitindo a luz da abóbada celeste como a principal fonte para os cálculos de iluminação natural em inte-

riores, torna-se necessário conhecer e dimensionar seus elementos. O céu pode ser considerado como uma

superfície infinita que apresenta variações de luminância em sua extensão. Estas variações dependem do

tempo, das condições climáticas e da localização geográfica. Buscando um padrão que pudesse ser aceito

internacionalmente, definiram-se três condições básicas de céu: Céu Claro, Céu Parcialmente Encoberto

e Céu Encoberto.

A IES (1994) recomenda dois métodos para classificação do céu. O primeiro pela divisão entre a irradiação

difusa do céu Id e a irradiação global Ig em um plano horizontal. A razão de céu obtida Id/Ig determina as

condições de céu:

Céu Claro . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Id / I

g ≥ 0.3

Céu Parcialmente Encoberto . . . . . .0.3 < Id / I

g < 0.8

Céu Encoberto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Id / I

g ≥ 0.8


Como a razão de céu se aproxima de 1 quando a altura solar se aproxima de zero, independente das con-

dições de céu, este método não é indicado para essas situações.

O segundo método avalia a proporção de céu encoberto por nuvens, que é estimada em uma escala de

0.0 (céu sem nuvens) até 1.0 (céu totalmente encoberto).

Céu Claro . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 0.0 - 0.3

Céu Parcialmente Encoberto . . . . . . . . . 0.4 - 0.7

Céu Encoberto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 0.8 - 1.0

A CIE adota os modelos de Céu Claro, Céu Encoberto e Céu Intermediário, adicionando ainda outros dois

tipos de céu para aplicações específicas. Para o Céu Encoberto considera duas possibilidades: uniforme e

não uniforme11. O Céu Uniforme, embora irreal, é a hipótese mais simples, facilitando o cálculo por apre-

sentar luminância constante independente da orientação e posição do Sol.

Os tipos de Céu Encoberto e Céu Claro estão padronizados (CIE 110 - 1994), mas o Céu Intermediário ainda

está sendo pesquisado, sem um consenso a ser adotado.

São propostas equações para cada tipo de céu. A distribuição das luminâncias, nos modelos de céu claro e

parcialmente encoberto, depende da posição solar. O Sol e a auréola não são considerados no cálculo, mas

apenas sua influência nas áreas próximas. As equações são similares e avaliam qualquer ponto na esfera

celeste em função da luminância zenital, da posição do Sol, e do ângulo entre o ponto e o Sol.

No Céu Encoberto (não uniforme), a posição do Sol não influencia a distribuição, mas afeta todo o hemis-

fério. Este modelo pode ser representado por círculos horizontais (almucantar) de igual luminância, cujo

valor aumenta na direção do zênite, atingindo três vezes a luminância do horizonte.

Como todo modelo é reducionista, o critério de escolha do modelo de céu apropriado para determinada

aplicação deveria corresponder ao que mais se aproxima da realidade em estudo. Entretanto, alguns dos

modelos apresentam vantagens e desvantagens que merecem ser observadas. Os modelos de céu en-

coberto não-uniforme e de céu claro parecem ser os mais aceitos internacionalmente. As restrições aos

11 Utiliza-se a nomenclatura Céu Uniforme para céu encoberto uniforme e Céu Encoberto para céu encoberto não uniforme.


modelos de céu parcialmente encoberto e encoberto uniforme devem-se à complexidade do primeiro e

simplicidade exagerada do segundo. O céu parcialmente encoberto apresenta uma extrema variabilidade

que dificulta sua avaliação, pois a distribuição das luminâncias está sujeita a mudar rapidamente e com

grandes gradientes.O modelo de céu uniforme é rejeitado “devido à inexistência dessa condição em con-

dições reais” (fonte, ano).

A equação para o Céu Claro CIE estabelecida em relação à figura 4.15, permite calcular a luminância LCL

em um

ponto arbitrário P, localizado na abóbada celeste, em função da posição solar e da luminância do Zênite LZCL

:

Onde:

α azimute do ponto P em radianos (NESO)

αs azimute do Sol em radianos (NESO)

γ altura do ponto P em radianos

γs altura solar em radianos

ζ ângulo entre o Sol e o Ponto P em radianos

Figura 4.15: Ângulos para Cálculo da Lu-

minância no Ponto P.

Fonte: CIE, 1995, p.5.


Para o Céu Encoberto, a equação é mais simples e depende apenas da luminância do Zênite LZCL que por

sua vez depende da posição solar.

A figura 4.16 ilustra um Céu Claro Real e a figura 4.17, um Céu Claro Teórico, construído a partir da equação

CIE. A escala das luminâncias é crescente do verde para o vermelho e observa-se uma correspondência

bastante aceitável entre as imagens. Cabe salientar que a luminância do Sol e da auréola não devem ser

computados.

Figura 4.16: Céu Claro Real.

Fonte: Bruna Luz e Luciana Schwandner.

Figura 4.17: Céu Claro Teórico CIE.

Fonte: Ecotect, 2003.

Da mesma maneira, as figuras 4.18 e 4.19 mostram respectivamente o Céu Real e Teórico para o tipo enco-

berto, e a correspondência também é satisfatória.


Figura 4.18: Céu Encoberto Real.


Figura 4.19: Céu Encoberto Teórico CIE.


Para ilustrar o Céu Intermediário ou Parcialmente Encoberto, foram selecionadas duas fotos registradas no

mesmo dia, com intervalo de duas horas (figuras 4.20 e 4.21). Observa-se grande variação na distribuição

das luminâncias, sendo difícil encontrar parâmetros de comparação entre duas situações com o mesmo

tipo de céu. Na figura 4.20, as regiões ao redor do Sol apresentam maior brilho, aproximando a imagem do

céu teórico, que deve apresentar uma distribuição semelhante ao Céu Claro. Já na figura 4.21, as nuvens

mais escuras próximas ao Sol e o deslocamento das nuvens formam um novo cenário. Por esta pequena

amostragem pode-se ter uma ideia das dificuldades em determinar um modelo adequado para este tipo

de céu. As pesquisas têm buscado compatibilizar dados medidos em estações meteorológicas com mo-

delos estatísticos e randômicos, buscando encontrar um céu provável em determinado período. Neste

aspecto merecem destaque os estudos de Perez, que desenvolveu um modelo para todos os tipos de céu.

Este modelo foi adotado no aplicativo Daysim, com a proposta de determinar a autonomia da luz natural

em relação à artificial durante o ano. Entretanto, estes aspectos ainda estão em teste, devendo-se ter certo

cuidado em adotá-los.


Figura 4.20: Céu Claro Real 12/05/2004 (13h).


Figura 4.21: Céu Claro Real 12/05/2004 (15h).


4.3 Lâmpadas

Os principais tipos de lâmpadas são:

1. Incandescentes comuns

2. Halógenas à baixa tensão

3. Halógenas dicróicas

4. Halógenas à tensão de rede

5. Fluorescentes tubulares T12 - T10 - T8 - T5 – T2

6. Fluorescentes compactas: simples, dupla, tripla, longa, flat, circulares

7. excluir este tipo de lãmpada

8. Lâmpadas a Vapor de Mercúrio


9. Lâmpadas Mistas

10. Lâmpadas de Vapor de Sódio

11. Lâmpadas Multivapores Metálicos

12. LEDs

4.3.1 A escolha da lâmpadaLogicamente, a escolha da lâmpada a ser utilizada deverá se dar considerando todos os fatores mencionados

no capítulo 3 deste trabalho: sua potência, fluxo luminoso e rendimento, suas características de reprodução,

temperatura e aparência de cor, vida útil, custo e sua relação com o sistema adotado (principalmente a curva

de distribuição de luz do conjunto lâmpada-luminária).

Incandescentes

As lâmpadas incandescentes comuns simbolizam uma das mais antigas e familiares fontes de luz artificial.

Emite luminosidade através de um processo de passagem da corrente elétrica por um filamento de tungs-

tênio, que ao se aquecer, gera a luz. Este filamento com o tempo se desgasta e se rompe. Com temperatura

de cor quente, de aproximadamente 2700ºK, a cor é amarelada. O índice de reprodução de cores chega bem

próximo aos 100%. A eficiência energética é baixa, pois apenas 10% da energia consumida é transformada

em luz. Porém, por sua boa reprodução de cores, ainda é amplamente utilizada.

A aplicação mais comum se dá no meio residencial e em vitrines, indústria têxtil, de tintas e indústrias grá-

ficas, onde é necessária uma boa reprodução de cor (dependendo do tipo: a standard, a balão, a bolinha, a

bellalux, ou toda a família das halógenas).

Todas as lâmpadas incandescentes são dimerizáveis. Atualmente, as lâmpadas incandescentes apresentam

variações que permitem uma melhor satisfação em diferentes usos. As três variações mais significativas são:

a) Incandescentes refletoras: Com uma camada refletora na superfície interna do bulbo, são próprias para

lojas, exposições e destaque de objetos, por fornecer uma luz mais dirigida que as incandescentes comuns.


b) Incandescentes halógenas: Seguindo o mesmo princípio de funcionamento das incandescentes comuns,

essas lâmpadas possuem gases halógenos que, quando combinados à corrente térmica dentro da lâm-

pada, promovem as seguintes vantagens adicionais, em comparação às incandescentes comuns: luz mais

brilhante e uniforme ao longo da vida; maior eficiência energética que as incandescentes, ou seja, mais luz

com potência menor ou igual (entre 15 e 25 lm/W); vida útil mais longa, variando entre 2000 e 6000 horas

(devido ao ciclo regenerativo do halogênio).

Inicialmente as primeiras gerações das lâmpadas halógenas tiveram sua aplicação mais restrita no uso

em faróis de automóveis, projetores fotográficos e luzes de orientação das pistas de aeroportos. Hoje pela

enorme variedade de lâmpadas halógenas disponíveis no mercado suas aplicações são inúmeras.

c) Incandescentes halógenas dicróicas: O termo “dicróico” vem do refletor, ou seja, a lâmpada é Halógena,

associada ao refletor dicróico. Normalmente as pessoas se referem a “lâmpada dicróica”. Com as já mencio-

nadas vantagens das halógenas normais, as halógenas dicróicas possuem um espelho refletor multiface-

tado dicróico que transmite na direção contrária ao foco (para trás da lâmpada) cerca de 60% da radiação

infravermelha emitida. Por essa razão, são usadas para iluminação de destaque para quadros, vitrines e

outros objetos sensíveis a incidência da radiação infravermelha.

Existem hoje lâmpadas halógenas de baixa tensão (12 V) e a tensão de rede (110 ou 220 V, tipo lapiseira ou

palito e a halopar), com bulbo de quartzo, com ou sem filtragem, e ultravioleta.

De Descarga

A luz de uma lâmpada de descarga não é produzida pelo aquecimento de um filamento, mas pela excitação

de um gás (um vapor de metal ou uma mistura de diversos gases e vapores) dentro de um tubo de descar-

ga. Para que isso aconteça é necessária uma voltagem mínima - a voltagem de partida. Todas as lâmpadas

de descarga requerem uma maneira de controle ou estabilização da corrente através de um dispositivo

chamado reator.

a) Fluorescentes tubulares: As lâmpadas fluorescentes emitem luz pela passagem da corrente elétrica atra-

vés de um gás. Esta descarga emite quase que totalmente radiação ultravioleta (invisível ao olho humano)

que, por sua vez, será convertida em luz pelo pó que reveste a superfície interna do bulbo. É da composição

deste pó fluorescente que resultam as mais diferentes alternativas de cor de luz adequadas a cada tipo de

aplicação. É ele que determina a qualidade e a quantidade de luz, além da eficiência na reprodução da cor.


Na primeira geração destas lâmpadas, atualmente denominadas convencionais, este pó era de fósforo,

razão pela qual as pessoas de mais idade conhecem estas lâmpadas como “fosforescentes”. Estas lâmpadas

tinham baixa reprodução de cor (de 60 a 70). Hoje a tecnologia dispõe de pó tri-fósforo, que permite uma

maior e melhor reprodução das cores (em geral em torno de 85, mas podendo chegar a mais de 90).

Essas lâmpadas são a clássica forma para uma iluminação econômica. São de alta eficiência e longa dura-

bilidade o que viabilizou aplicação nas mais diversas áreas comerciais e industriais.

Acendimentos muito frequentes encurtam a vida útil da lâmpada. A eficiência energética do conjunto

depende da utilização dos equipamentos auxiliares adequados e com poucas perdas. Como mencionamos

acima, existe atualmente no mercado uma nova geração de lâmpadas de maior eficiência que possuem

tubos menores, revestidos com pós especiais, que garantem uma melhor reprodução de cores e redução

no consumo de energia em torno de 20%. A utilização aparece em instalações comerciais, escritórios,

oficinas, hospitais, escolas etc.

As quatro famílias de lâmpadas fluorescentes tubulares são:

Tipos: T12, T10, T8, T5 e T2

T8 - 16W, 18W,32W, 36W, 58W (as conhecidas como energy savers)

T5 - 14W, 28W, 54W e 80W (as de última geração)

Pó trifósforo revestindo o tubo (T8 e T5)

Eficiência energética - de 65 a 104 lm/W (32W - 73 a 95 lm/W)

IRC - 85%

Várias tonalidades de cores- 3.000 K, 4.100 K, 5.000 K

Vida útil: 7.500 h (T8), até 16.000 h (T5).

As T8 são 10% mais econômicas que as convencionais. As T5 são 40%, se comparadas com as T10/12 e 20%

em relação às T8.


Figura 4.22: Lâmpadas Fluorescentes.

Fonte: SILVA, 2002, p.75.

b) Fluorescente compacta: Simples, dupla, tripla, flat, longa, circular. Podem reduzir até 80% do consumo

de energia comparando-se à incandescente, mantendo o mesmo nível de iluminação, além de apresentar

uma vida útil muito maior. Alguns modelos possuem reatores eletrônicos já incorporados, proporcionando

grande economia, maior conforto e vida útil mais longa.

Tabela 4.1: Comparação de consumo energético

de diversas lâmpadas.

Fonte: Catálago Comercial, OSRAM (2010/2011).

c) Vapor metálico: desenvolvida por volta de 1965. Muito similar em construção à lâmpada de mercúrio

tendo, porém, um melhoramento substancial na sua eficácia e reprodução de cor (acima de 90). Eficácia de

70 a mais de 90 lm/W. Necessita de uma voltagem maior do que a da rede para iniciar a descarga, e, portanto,

deverá ser assistida por um dispositivo auxiliar de partida - o ignitor. Necessita também de reator. Exemplos

de uso: iluminação de estádios e ginásios de esporte; uso público, estacionamentos. A nova geração de

lâmpadas de vapor metálico tem enorme aplicação para iluminação interna e externa, inclusive fachadas.

Podem apresentar bulbo de vidro comum, de quartzo e cerâmico, com e sem filtragem de UV. Temperaturas

de cor de 3000ºK e 4.000ºK, e vida útil entre 8 e 10 mil horas.


d) Vapor de mercúrio de alta pressão: tem uma aparência branca azulada: radiação de energia na região

visível do espectro nos comprimentos de onda de amarelo, verde e azul. Quando se aplica fósforo na camada

interna do bulbo consegue-se também o vermelho melhorando a reprodução de cores. Eficácia de 55 - 60

lm/W. Exemplos de uso: iluminação pública e industrial.

e) Vapor de sódio de baixa pressão: tem radiação quase monocromática, na faixa do amarelo (570), alta

eficácia luminosa (200 lm/W) e longa vida. Uso público: auto-estradas, portos, pátios de manobra.

f ) Vapor de sódio de alta pressão: irradia energia sobre uma grande parte do espectro visível (boa reprodução

de cor). Eficácia de até 130 lm/W (tipo de lâmpada de maior rendimento no mercado). Temperatura de cor

em torno de 2100 ºK. Necessita de uma voltagem maior do que a da rede para iniciar a descarga e, portanto,

deverá ser assistida por um dispositivo ignitor. Uso: iluminação externa e industrial com grandes alturas.

g) Luz mista: tem tubo preenchido com gás e mais filamento de tungstênio. A radiação das duas fontes

mistura-se harmoniosamente passando através da camada de fósforo para dar uma luz branca difusa com

aparência agradável. Não é necessário o uso de reator. Isto significa que as instalações e iluminação existentes

com lâmpadas incandescentes podem ser facilmente modernizadas com as mistas que têm praticamente

duas vezes a eficácia e quase seis vezes a vida útil daquelas, sem custos extras de fiação, reatores e luminárias

(Philips - Manual de iluminação). As lâmpadas mistas, após a crise de energia de 2001, quando o governo

federal aumentou muito o imposto de importação destas lâmpadas, estão caindo em desuso, pois são

menos econômicas do que outras alternativas de mercado, como é o caso das lâmpadas de vapor metálico

e até a de sódio (no caso de aplicações para iluminação externa). Não é uma lâmpada absolutamente eco-

nômica, mas intermediária (19 a 28 lm/W)só funcionam a 220 V. e apresentam a desvantagem de apagar

com qualquer variação de tensão, levando de 3 a 5 minutos para acender, o que proporciona desconforto.

Leds

Os LEDs são semi-condutores que convertem corrente elétrica em luz. Até pouco tempo os LEDs eram

utilizados apenas como sinalizadores de equipamentos eletrônicos, como calculadoras, televisores, com-

putadores, indicando se estavam ligados ou não. Seu fluxo luminoso era insuficiente para iluminação geral.

Com o aumento do fluxo e descoberta da tecnologia para emissão de luz branca tornou-se possível sua

utilização para substituir as lâmpadas tradicionais em muitos de seus usos.


O LED é um componente eletrônico semicondutor, mesma tecnologia utilizada nos chips dos computadores,

que tem a propriedade de transformar energia elétrica em luz. Tal transformação é diferente da encontrada

em lâmpadas convencionais que utilizam filamentos metálicos, radiação ultravioleta e descarga de gases,

dentre outras coisas.

• 1963 - invenção por Mick Holonyac somente na cor vermelha;

• Fins dos anos 60 - LED de cor amarela;

• 1975 LED de cor verde;

• Somente nos anos 80, os LEDS conseguiram atingir níveis de intensidade luminosa que permitiram

acelerar o processo de substituição de lâmpadas, principalmente da indústria automotiva;

• Nos anos 90, o LED branco e de outras cores, cobrindo assim todo o espectro de cores. Porém, o fluxo

luminoso era pequeno e os ângulos de emissão entre 8º e 30º;

• Final dos anos 90 aparece o LUXEON, LED de 30 a 40 lúmens e ângulo de 110º. Hoje existem LEDs de

até 120 lúmens (5W);

LEDs - Vantagens:

• Longa durabilidade;

• Alta eficiência luminosa;

• Variedade e controle dinâmico de cores;

• Dimensões reduzidas;

• Alta resistência a choques e vibrações;

• Luz dirigida;

• Sem radiação ultravioleta e infravermelha;


• Baixo consumo de energia;

• Pequena dissipação de calor;

• Custo de manutenção reduzidos;

• Baixa voltagem de operação;

• Luz direta;

• Ecologicamente correto.

Utilização atual:

• Comunicação visual: fachadas, backlighting, luminosos, avisos orientativos, etc.;

• Sinais de tráfego: substituindo os obsoletos faróis por lâmpadas incandescentes ou halógenas;

• Sancas na arquitetura de iluminação geral;

• Marcação de caminhos em prédios e jardins, bem como cinemas, teatros e escadarias;

• Na substituição de neon, que são de caríssima manutenção e perigosos por sua tensão e freqüência;

• Vitrines;

• Ambientes internos.

Boa parte dos LEDs hoje apresentam temperatura de cor de 6000ºK e IRC 70, mas já temos LEDs com 3.200ºK

e IRC de 90, adequados para iluminação de interiores. Hoje os LEDs são mais eficientes que as lâmpadas

incandescentes e halógenas, porém menos eficientes que as fluorescentes e de descarga. A tendência é

que daqui a 5, 10 ou 15 anos elas sejam mais eficientes do que qualquer outra fonte de luz artificial possível.


4.3.2 LumináriasOs requisitos básicos de uma luminária são:

a - Proporcionar suporte e conexão elétrica à lâmpada ou às lâmpadas;

b - Controlar e distribuir a luz da lâmpada;

c - Ter um bom rendimento luminoso;

d - Manter a temperatura de operação da lâmpada dentro dos limites estabelecidos;

e - Facilitar a instalação e a conservação;

f -Ter uma aparência agradável ( dado essencialmente subjetivo );

g - Ser economicamente viável;

h - Proteger a lâmpada e o equipamento elétrico contra umidade e demais agentes atmosféricos.

Para nós, o item mais importante é o segundo, na medida em que “controlar e distribuir a luz da lâmpada”

relaciona-se diretamente com o sistema a ser escolhido, o que, como já vimos, significa dado fundamental

para o resultado do desempenho do ambiente.

É a partir desse dado que se trabalha para projetar a iluminação artificial de qualquer local. Esse “controlar

e distribuir a luz da lâmpada” pode ser substituído pela curva de distribuição da luminária dado essencial

para qualquer projeto.

Lâmpadas, Luminárias e Equipamentos Auxiliares:

Luminária: abriga a lâmpada e direciona a luz

Soquete: tem como função garantir fixação mecânica e a conexão elétrica da lâmpada

Transformador: equipamento auxiliar cuja função é converter a tensão de rede (tensão primária) para outro

valor de tensão (tensão secundária). Um único transformador poderá alimentar mais de uma lâmpada,


desde que o somatório das potências de todas as lâmpadas a ele conectadas, não ultrapasse a potência

máxima do mesmo.

Reator: ligação entre a rede a as lâmpadas de descarga, cuja função é estabilizar a corrente através da mesma.

Cada tipo de lâmpada requer um reator específico.

Starter: elemento bimetálico cuja função é pré-aquecer os eletrodos das lâmpadas fluorescentes, bem

como fornecer em conjunto com o reator eletromagnético convencional, um pulso de tensão necessário

para o acendimento da mesma. Os reatores eletrônicos de partida rápida não utilizam starter.

Capacitor: acessório que tem como função corrigir o fator de potência de um sistema que utiliza reator

magnético. Da mesma forma que para cada lâmpada de descarga existe seu reator específico, existe tam-

bém um capacitor específico para cada reator.

Dimerizadores (Dimmers): tem como função variar a intensidade da luz de acordo com a necessidade.

Sensores de Presença: tem como função principal ligar e desligar a instalação de acordo com a presença

ou ausência do usuário.

4.4 Sistemas de iluminação

Para definir os sistemas de iluminação precisamos responder basicamente a três perguntas:

1a. Como a luz está distribuída pelo ambiente?

2a. Como a luminária distribui a luz?

3a. Qual é a ambientação que queremos dar com a luz a este ambiente?

Pelas indagações acima, vemos que, qualquer que seja o sistema adotado, ele deverá sempre ser escolhido

de uma forma intimamente ligada à função a ser exercida no local.

4.4.1 Sistemas principaisOs sistemas de iluminação são classificados de duas maneiras:


1ª - A primeira classificação dos sistemas se faz de acordo com a forma que as luminárias são distribuídas

pelo ambiente e com os efeitos produzidos no plano de trabalho. Esta primeira classificação também é

conhecida como Sistema Principal. Nela, os sistemas de iluminação proporcionam:

a) Iluminação geral: distribuição aproximadamente regular das luminárias pelo teto; iluminação horizontal

de um certo nível médio; uniformidade.

Apresenta a vantagem de que a iluminação é independente da situação dos locais de trabalho (permitindo,

portanto, uma maior flexibilidade na disposição interna do ambiente - layout). Não atende às necessidades

específicas de locais que requerem níveis de iluminância mais elevados.

É o que mais correntemente se emprega em grandes escritórios, oficinas, salas de aula, fábricas, supermer-

cados, grandes magazines, etc. (Ver figura 4.23)

Sua maior desvantagem é o grande consumo de energia, pois se tem a mesma iluminância em todos os

pontos do espaço, mesmo naqueles nos quais se pode admitir valores menores, além de não levar em

consideração necessidades individuais. As luminárias são distribuídas no espaço de forma homogênea.

Podemos obter a luz geral através de luz direta, indireta, semi-direta, através de luminárias embutidas,

sobrepostas, pendentes, forro luminoso, sancas, etc.

Algumas situações podem desfavorecer o controle do ofuscamento pela visão direta da fonte.

Figura 4.23: I luminação Geral.

Fonte: Westinghouse Eletric Corporation. Manual del Alumbra-

do, 1952.

b) Iluminação localizada: concentra-se as luminárias em locais de principal interesse. Exemplo: este tipo de

iluminação é útil para áreas restritas de trabalho em fábrica.

12 Tanto para a iluminação localizada como para a local, que muitas vezes destinam-se a proporcionar altos níveis de ilumina-ção (1.000-2000 lux), precisaremos necessariamente de um sistema de ventilação integrado à luminária, tanto para reduzir o calor do ambiente como para assegurar uma maior eficiência para as fontes de luz.


As luminárias devem ser instaladas suficientemente altas para cobrir as superfícies adjacentes, possibili-

tando altos níveis de iluminância sobre o plano de trabalho12, ao mesmo tempo em que asseguram uma

iluminação geral suficiente para eliminar fortes contrastes.

Sua grande vantagem é a economia de energia, pois iluminam onde realmente a luz é necessária, e podem

ser posicionadas de tal forma a evitar ofuscamentos, sombras indesejáveis e reflexões veladoras, além de

considerar as necessidades individuais; sua grande desvantagem é que devem ser reposicionadas com as

mudanças de layout.

Para atividades laborativas necessita de complementação através do sistema geral para controle da uni-

formidade de luz pelo local. Para outras situações, não é necessário.

Figura 4.24: I luminação Localizada.

Fonte: Westinghouse Eletric Corporation. Manual del Alumbrado, 1952.

c) Iluminação local: luminárias localizadas perto da tarefa visual. Ilumina-se uma área muito pequena. Deve

ser complementada por outro tipo de iluminação. Apresenta menor flexibilidade na alteração da disposição

dos planos de trabalho, figura 4.25.

Figura 4.25: I luminação local.

Fonte: Westinghouse Eletric Corporation. Manual del Alumbrado, 1952.

A luz local é obtida com o posicionamento de downlighters estritamente nas áreas de trabalho, oferecendo

um alto iluminamento com controle individual, inclusive de ofuscamento.


Para complementar a luz local tem-se luz geral com um nível mínimo de 20% da luz local. Esse partido é

particularmente recomendado quando se necessita de iluminâncias altas, por volta de 1.000 lux ou mais.

É a estratégia de iluminação fundamental para iluminação de destaque, por exemplo.

2ª - A segunda classificação dos sistemas de iluminação se dá de acordo com a forma pela qual o fluxo lu-

minoso é irradiado pela luminária, ou, mais precisamente, de acordo com a quantidade do fluxo luminoso

irradiado para cima e para baixo do plano horizontal e da luminária (e/ou lâmpada). Essa primeira classifi-

cação obedece ao esquema abaixo:

Figura 4.26: Classificação das

luminárias segundo a radiação

do fluxo luminoso.

Fonte: IES Lighting Hand-

book.1995.

Muitos autores classificam os sistemas simplesmente por: direto, indireto e direto-indireto (compreendendo,

nesse último caso, as classificações intermediárias).

No sistema direto, praticamente toda a luz converge diretamente sobre o plano de trabalho. Os aparelhos

são colocados contra o teto, podendo ser embutidos. O teto e as paredes recebem quantidade reduzida

de luz. A distribuição do facho de luz (concentrado ou aberto) varia de acordo com o desenho da luminária

e lâmpada.

Se nos sistemas de iluminação indireto e direto-indireto, a grande claridade no teto é importante para

a correta distribuição da luz e também para o nível de iluminância resultante no plano de trabalho, no

sistema direto poderá acontecer que o teto fique escuro demais porque somente receberá luz refletida e,

em consequência, um contraste excessivo entre ele e a fonte de luz poderá ocorrer. Pintando-se o teto de

branco ou de cor bem clara, ajudar-se-á a reduzir tais contrastes.


Devemos tomar cuidado para evitar o ofuscamento quando da utilização desse sistema, o que pode ser

conseguido se distribuirmos corretamente o número de luminárias na área que dispomos, além de adotar-

mos elementos de controle diretamente nas luminárias. Pelo fato de poder ocorrer ofuscamento devido à

excessiva luminância, um cuidadoso estudo deve ser feito em relação às características de distribuição e

luminância das luminárias. As superfícies do local com alta refletância são importantes para proporcionar

a correta relação de luminâncias.

O coeficiente de utilização aproximado neste tipo de sistema em salas grandes, com lâmpadas fluorescentes

abertas com aletas, é de 30% a 35%.

As cores das paredes e do teto não afetam consideravelmente o coeficiente de utilização.

A lâmpada fluorescente de 32 watts com temperatura de cor superior a 4.000 ºK é a mais indicada para

iluminação desse gênero, apresentando um bom rendimento luminoso e sendo a sua cor mais adequada

para níveis em consideração.

Na prática, os sistemas de iluminação totalmente direto dificilmente são encontrados e desejados, pois por

si só não propiciam uma boa comodidade ao usuário devido às grandes diferenças de luminâncias entre

o local de trabalho e o entorno, figura 4.27.

Figura 4.27: Sistema Direto.

Fonte: Westinghouse Eletric Corporation. Manual del Alum-

brado, 1952.

A Iluminação direcional, ou seja, quando a luz provém predominantemente de uma direção preferida, é o

sistema utilizado para:

• Iluminação de ênfase ou destaque;

• Iluminação de superfícies que funcionam como fontes de luz secundárias (iluminação indireta), ou seja,

como estratégia de luz de efeito. Sobre ambas falaremos mais no final deste capítulo.


Na iluminação indireta toda luz é refletida antes de chegar ao plano de trabalho. O sistema, na forma mais

simples, usa o teto inteiro como superfície de reflexão e, abaixo dele, as lâmpadas são instaladas, por exem-

plo, em sancas, figura 4.28.

Figura 4.28: Sistema Indireto.

Fonte: Westinghouse Eletric Corporation. Manual del Alum-

brado, 1952.

É importante colocarmos as luminárias a uma certa distância do teto, para obtermos uma uniformidade da

luminância do teto sem excessivas concentrações de luz no entorno imediato às luminárias. Em grandes

locais, a distribuição da luz não é satisfatória.

As paredes também recebem grande quantidade de luz. Em salas grandes as paredes não afetam aprecia-

velmente o coeficiente de utilização, por essa razão, poderão ser pintadas em cores mais escuras. O teto,

entretanto, deve permanecer claro.

A iluminação é inteiramente difusa e induz à sonolência. Todos os objetos nas salas assim iluminadas pa-

recem ter perdido a sua forma porque praticamente não existem sombras.

O coeficiente de utilização, no sistema geral, é baixo em salas grandes e sob condições favoráveis pode

atingir 20% a 25%, desde que o teto seja branco.

No sistema semi-indireto, parte da luz é dirigida sobre o plano de utilização e parte é refletida contra o

teto e as paredes. As lâmpadas são instaladas em aparelhos que permitem a emissão da luz para cima e

para baixo. A proporção entre as quantidades de luz para baixo, para cima e para horizontal, depende do

modelo da luminária.

O plano de trabalho, o teto e as paredes, nesse sistema, recebem uma grande quantidade de luz direta. O

tratamento das cores nessas superfícies é importante. No semi-indireto, o teto é utilizado como principal

fonte de luz, figura 4.29.


No sistema semi-direto (figura 4.30), devido ao fato de que a maior parte da luz chega diretamente ao plano

de trabalho, sombras são frequentes e torna-se mais fácil ocorrer reflexões indesejáveis. Ambas, sombras13 e

reflexões, devem ser minimizadas pelo próprio projeto de iluminação, de tal forma que, em qualquer plano

de trabalho, a luz chegue de muitas direções. O uso de fontes não tão pontuais ajuda muito a conseguirmos

esse efeito mencionado.

O coeficiente de utilização de um sistema direto-indireto é razoável. Em salas grandes pode-se esperar

uma percentagem de 25% a 35%, dependendo parcialmente da cor do teto. Tal sistema é o mais adequado

para locais de trabalho.

Figura 4.29: Sistema semi- indireto.


do, 1952.

Figura 4.30: Sistema semi-direto.


do, 1952.

4.4.2 Sistemas secundáriosNormalmente quando temos um projeto de iluminação em mãos, dividimos em sistema principal, aquele

que resolverá as necessidades funcionais, e em sistema secundário, que dará mais ênfase à “personalidade”

do espaço, a sua “ambientação” por meio da luz (numa abordagem mais criativa, livre e não tão “funcional”). A

tabela 4.2, a seguir esclarece um pouco mais esta abordagem.

13 Evidentemente que se refere a tarefas visuais mais precisas, como atividades de ler e escrever, e não em locais de estar ou lazer, onde a presença dessas sombras poderiam ter grande importância para a configuração do próprio espaço.


Tabela 4.2: Sistemas principais e siste-

mas secundários de iluminação.

Fonte: Arquivo pessoal.

Cada um dos sistemas secundários é descrito a seguir:

Luz de destaque: Coloca-se ênfase em determinados aspectos do interior arquitetônico, como um objeto

ou uma superfície, chamando a atenção do olhar. Geralmente esse efeito é obtido com o uso de spots,

criando-se uma diferença de 3X, 5X ou até 10X a luz geral ambiente. Este efeito pode ser obtido também

posicionando a fonte de luz muito próximo à superfície a ser iluminada, ressaltando, por exemplo, paredes,

objetos, gôndolas, displays, etc.

Luz de efeito: Enquanto na luz de destaque procura-se destacar algo, aqui o objeto de interesse é a própria

luz: jogos de fachos de luz nas paredes, contrastes de luz e sombra, etc.

Luz decorativa: Aqui não é o efeito de luz que é importante, mas o objeto que produz a luz. Ex: Lustres

antigos, arandelas coloniais, velas, luminárias de neon, criam uma área de interesse no ambiente, porém

não conseguem iluminá-lo.

Modulação de intensidade: É a possibilidade de aumentar ou diminuir a intensidade das várias luminárias,

modificando com isso a percepção ambiental.

Luz arquitetônica: É posicionar a luz dentro de elementos arquitetônicos do espaço, como cornijas, sancas,

etc. Deve-se tomar cuidado com esse termo, pois toda a luz deve ser por definição arquitetônica, isto é, em

perfeita integração com a arquitetura. Nesse caso, se está apenas escolhendo elementos arquitetônicos

para servirem de suporte à luz.

5 PERCEPÇÃO E CONFORTO VISUAL“Os espaços são dispostos com o prazer da luz na mente” – Luis Barragan

Figura 5.0: Título.

Fonte: Catálogo Comercial.

5.1 Introdução

O arquiteto projeta para o homem e, portanto, deve ter como seu objetivo maior o bem-estar dos indivíduos,

no seu sentido mais amplo, ou seja, atingir o conforto psicofísico e social14 daqueles que usam o espaço que

ele propõe.

O conforto é função da relação que o homem estabelece com seu meio-ambiente, relação esta que é de-

pendente daquilo que o meio possibilita ao indivíduo em termos de luz, som, calor, uso do espaço e das

experiências próprias de cada pessoa experiências que, por sua vez vão também orientar suas respostas

aos estímulos recebidos, suas necessidades e aspirações15.

As bases das relações entre homem/ambiente residem muito no campo da psicofisiologia, que vai orientar

o arquiteto com relação aos principais problemas da percepção humana para estabelecer necessidades e

possibilitar as respostas mais adequadas, através de nossa intervenção no meio ambiente.

Deve, portanto, existir sempre um contato muito estreito entre ambos os profissionais, para que os estudos

realizados possam ser orientados da forma mais correta e seus resultados operacionalizados através da

atuação concreta do projetar.

14 Dentro da conceituação proposta pela Organização Mundial da Saúde.15 O estímulo pode ser medido, mensurado por instrumentos, enquanto que a sensação não. Esta última é o próprio sentido que, portanto, só pode ser expressa por aqueles que têm.


Quando determinamos o nível de iluminação, a temperatura, e o nível de ruído, estamos medindo o estímulo

e não a sensação. Esta vai estar ligada à experiência individual de cada um. As leis da psicofisiologia dizem

respeito exatamente à relação entre as sensações humanas e os estímulos físicos.

Apesar da grande importância que tem o conforto para a Arquitetura e, dentro dele, os aspectos ligados à

percepção e exigências humanas, vemos que muito pouca atenção tem sido dada a eles, principalmente

aos aspectos psicofísico-sensoriais. Temos que nos preocupar, em qualquer projeto, com a relação existente

entre Homem-Função-Espaço, ou seja, com as características de cada função e o modo como o Homem a

realiza após percebê-la.

Quando projetamos um edifício, nós raramente nos preocupamos com a reação da mente humana.

5.1.1 A funçãoSempre que o arquiteto vai projetar, seu primeiro passo diz respeito ao programa a ser cumprido. É feito

normalmente um estudo “detalhado” das características da função para a qual ele está projetando o edifício.

Porém, a função sempre é analisada do ponto de vista estritamente pragmático, ou seja, como o homem

realiza a atividade no seu aspecto físico-operativo. Entretanto, nunca é analisada de que maneira ele percebe

seu entorno, o que o estimula ou não a realizá-la; que aspectos psicofisiológicos devam ser considerados

para que possamos criar um espaço que corresponda às expectativas e necessidades de quem vai usá-lo.

Em relação à Iluminação muito poderia ser feito.

5.1.2 IluminaçãoO objetivo de qualquer iluminação é proporcionar o ótimo desempenho de uma tarefa visual, seja ela qual

for. Isso não significa, necessariamente, que esse “ótimo desempenho da tarefa” esteja diretamente ligado

ao conceito de produtividade ditado pelo sistema de produção capitalista. Apesar disso, foi essa a visão que

favoreceu o grande desenvolvimento da iluminação tanto natural como artificial, principalmente a partir da

2ª Guerra Mundial16.

16 Com relação a isso ver itens 1.1 e 5.5.


Figura 5.1: Atividade industrial - tipicamente com enfoque produ-

tivo.

Fonte: Arqto.Nelson Solano.

Figura 5.2: Biblioteca - atividade tipicamente com enfoque pro-

dutivo.


O conceito de “correto desempenho” também deve ser ampliado às tarefas que nada tem de “produtivo”,

como, por exemplo, o próprio lazer ou o culto religioso. Se assim o fizermos, veremos que critérios de dese-

nho, hoje tidos como universais, serão encarados de maneira diversa, mais flexível, do que o são hoje. Isso

é muito claro quando analisamos os critérios de uniformidade, contrastes de luminância e cores.

Figura 5.3: Catedral da Sé - São Paulo.



Figura 5.4: Notre-Dame em Paris - a relação com o divino pede outra concepção

de luz.


Evidentemente, toda construção começa de baixo, de seus apoios e princípios fundamentais e, portanto,

quando encaramos a Iluminação não só como ferramenta indispensável da produção, mas também como

meio de se fazer da arquitetura arte, novos rumos mostram-se a nossa frente - caminhos que até hoje foram

muito pouco trilhados, caminhos muitas vezes sem regras a não ser a emoção e a sensibilidade.

Existe, logicamente, uma série de fatores que devem ser respeitados na realização de qualquer tarefa

visual, alguns pontos fundamentais na relação entre homem/meio ambiente. Poderíamos relacioná-los

sinteticamente assim:

• A vista e a visão;

• A tarefa visual que o indivíduo vai desenvolver;

• Campo visual do homem;

• Nível de iluminação;

• Luminância e contrastes;

• Perturbações visuais - o ofuscamento.

Sigamos, portanto, esta ordem. Comecemos com nosso órgão receptor dos estímulos visuais - o Olho Humano.


5.2 Percepção do espaço17

“A área que envolve exigências humanas requer cuidados especiais na sua análise, pois envolve variáveis

complexas e ainda não completamente conhecidas de psicólogos ou sociólogos”18.

A arquitetura, assim como o urbanismo, tem como centro de suas preocupações o Homem, seja no seu

conceito de ser individual ou considerando-o como ser essencialmente social. Portanto, em se tratando

de uma avaliação de ambas as áreas, tem-se, quase que necessariamente, que considerar dois aspectos

fundamentais: o objetivo e o subjetivo. O aspecto objetivo poderia ser medido, por exemplo, através das

necessidades biológicas mensuráveis do homem em relação à construção (níveis de conforto), ou pelo

lado técnico-construtivo, enfim pelos aspectos pragmáticos ligados a essa área. Já o lado subjetivo não é

mensurável em termos quantitativos. É normalmente mais complexo.

As áreas do conhecimento ligadas ao problema da percepção do espaço são relativamente pouco pes-

quisadas, sejam elas dentro do campo da psicologia, sociologia, etiologia (disciplina biológica que estuda

os costumes e as adaptações dos animais nos ambientes), antropologia etc. E dentro das faculdades de

arquitetura e urbanismo vemos que não existe uma preocupação muito grande com a área de percepção,

o que demonstra uma de suas contradições, pois pela relação direta existente entre Arquitetura - Urbanis-

mo – Homem percebemos que é importante a compreensão dos problemas referentes ao modo como o

indivíduo percebe o espaço que o rodeia.

O Arquiteto é o único profissional que trabalha com o vazio - o espaço. “Muitas vezes o homem reage, se

não independente da vontade do arquiteto e urbanista, pelo menos de uma forma distinta da que eles

prevêem”19.

Moles (1976) trata da problemática - a percepção e utilização pelo homem do espaço, numa concepção

sociológica - de uma forma bem ampla. Tenta chegar através da caracterização da sociedade e do homem

como indivíduo (unidade componente do todo) à forma pela qual esse homem vai participar da vida social,

ou seja, de que forma ele vai sentir e usar o espaço que é seu.

Para tanto, lança algumas características do comportamento humano que poderiam ser chamadas de

“bases-justificativas” dos conceitos que desenvolve nesse seu trabalho.

17 Esse texto se desenvolve sobre o trabalho publicado na revista SUMMA, nº 105 out. 76, “Los caparazones del Hombre” Abrahan A. Moles diretor do Instituto de Psicologia Social de Estrasburgo.18 LIPAI, Alexandre: “Tendência e Conflitos. Avaliação de Desempenho”, 1976.19 Moles, Abrahan A., op.cit.


Ainda, segundo Moles (1976), o homem “é um ser contraditório. Da contradição nasce a criação; da oposi-

ção ao mundo surge outro mundo: só se constrói opondo-se. Único rol da filosofia dialética tem sido o de

formular esta oposição fundamental e que abarca, inclusive, os sistemas de pensamento.”

O homem constrói sobre a base de oposições: as formas que realiza só existem por oposição com o fundo,

o interior por oposição ao exterior, o vazio ao cheio, a concentração frente ao isolamento. A primeira ob-

servação que nos sugere uma psicologia urbana é, portanto, uma teoria dos contrastes, necessários para

uma dinâmica vital.

Para confirmar essa dialética, o Homem lança mão da parede, do muro (e também da Arquitetura), da fron-

teira, densa, opaca, que estabelece uma espécie de distância concentrada. O muro é uma concentração

da distância, na medida em que a distância debilita, reduz, elimina, proíbe.

Moles (1976) afirma que os problemas da Arquitetura estão mal formulados no campo sociológico e que o

urbanismo parece mais uma secreção de um passado fragmentado que uma doutrina integrada. Deixa claro

que no que tange ao como intervir (técnica e tecnologia), nossa sociedade atual tem amplas possibilidades

de responder aos desafios que lhe são impostos.

Define a sociedade moderna como uma sociedade tecnológica (ao mesmo tempo agente e paciente de

um processo violento de industrialização), em vias de condensação (tendência mundial à gradativa urba-

nização) e de um automatismo cada vez mais acentuado (futuro da sociedade industrial).

Esta análise propõe que a sociedade contemporânea seja estudada através do que chama de “teoremas

de evolução”:

1º mudamos o que não gostamos.

2º o faremos melhor da próxima vez.

3º a matéria e sua medida, o dinheiro, são secundários frente ao custo do tempo20, medido pelo esforço-

tempo, novas unidades da sociologia.

20 Na evolução da sociedade, como ele a vê, o mundo seria definido pelo valor do tempo. Como ele mesmo o chama: quarta dimensão. O tempo, como um elemento essencial para se sentir o real valor e mensagem do espaço em suas várias dimensões,é algo já mencionado por Gordon Cullen ( “El paisage urbano “) e Y.Achihara (“Exterior Design in Architecture “). O tempo é algo que a natureza traz como parte inseparável de seu modo de ser. É também com ele, representada pelas mudanças da luz no dia, das estações do ano, do clima, que a Arquitetura se concretiza. Tempo-movimento. Ronchamp - Le Corbusier.


Dentro de uma retrospectiva histórica, afirma que o espaço estava antigamente submetido ao conceito

de uma moral agrária (Idade Média), o que lhe dava uma conotação predominantemente estática. A moral

industrial, segundo a qual vivemos, busca seus valores criadores na evolução. Porém, esta já está em vias

de desaparecer ante a moral da automação, que propõe a destruição criadora (renovação): “a tudo até a

construção; impossível construir sem destruir em um universo concentrado, e saturado”. O volume urbano

está definido pela concentração. A cidade nasce da concentração no espaço e no tempo. A concentração

sempre tem significado socialização. A vida no espaço, se concentrada, lhe oferece de forma permanente

a possibilidade de socializar-se”21.

A questão fundamental que se pleiteia aos modeladores do espaço urbano é se a moral industrial cederá seu

lugar a uma moral da automação e de tempo livre, na qual o indivíduo será senhor e dono da sociedade em

lugar de fazer-se possuir por ela. O autor responde afirmativamente, dizendo que viver em sociedade signi-

ficará, cada vez mais, poder viver fora dela; significará a alternância temporal de concentração e dispersão.

Qual seria, então, a natureza das “envolventes” que o homem constrói ao seu redor e que representam, em

uma psicologia social profunda, bastante ignorada pelos urbanistas, os vetores de sua apropriação do espaço?

Moles diz que essas esferas (envolventes) seriam passíveis de serem divididas em 6 grupos, pelos seus

raios de ação e dos valores psicológicos ligados a cada uma delas: a esfera de gesto imediato (espaço que

contém os objetos que nos rodeiam, bem próximo de nós); a esfera da apropriação pessoal (a casa); a da

espontaneidade (que para os urbanistas corresponderia ao bairro-espaço, delimitado pela distância máxima

de acesso sem esforço); mais além do bairro, a cidade; mais além ainda, a região; e finalmente, a zona de

viagem e exploração, o desconhecido mais ou menos conhecido, o novo. Eventualmente pode ser a nação22.

A emergência, na sociedade contemporânea, de uma nova valorização do tempo que vem a competir

com o espaço, a subjetivação do tempo livre, do ócio, em relação com o tempo disponível, vem a modifi-

21 Quando o autor diz que o volume urbano está definido pela concentração, que a cidade nasce dela, no espaço e no tempo, e que ela sempre tem significado socialização, pergunto se essa concentração por sua vez, não poderia atingir um determi-nado estágio, que passaria a se opor violentamente, e sociologicamente falando, ao caráter de individualidade próprio do ser humano. Essa oposição poderia causar uma distorção tanto nos seus valores morais e sociais como também na forma pela qual o indivíduo encara o espaço-concentração que o rodeia.22 “O bairro, a cidade, a região, a nação - temos valores psicológicos ligados a cada um deles. Sua série regular tem sido profundamente perturbada pela existência do automóvel, por meio da relação tempo-distância (espaço)”. Como exemplo certos autores definem espacialmente a cidade pela área que se consegue cruzar a uma determinada velocidade.


car profundamente nossa imagem de urbanismo. O tempo, o mesmo que o espaço, aparece então como

um sistema de cheios e vazios. Moles chega a dizer que existe, portanto, a necessidade de uma definição

quadrimensional do urbanismo: a apropriação pelo homem de lugares no espaço-tempo.

“Não existe uma teoria da dialética de liberdade do espaço. Na vida moderna, as paredes temporais são

elásticas e marginais, em oposição às que limitam os volumes habitacionais: os tempos de mudança do

Homem urbano que oscila desde seu lugar de trabalho até seu lugar de vida autônoma representam as

paredes. É necessário, pois, formular uma teoria dos lugares no espaço-tempo, em função da percepção

própria de sua tipologia, preocupando-se com os sistemas conectados (socialização) e os sistemas fechados

(privatização e reclusão do indivíduo no seu mundo particular)” (Moles, 1976).

Talvez o correto entendimento dos problemas da percepção do espaço seja um dos maiores desafios da

Arquitetura, mesmo porque esta está na dependência de outros fatores, como, segundo Abrahan Moles

(1976), a própria sociedade com seus valores mutáveis no tempo e espaço.

Mas existem outras visões sobre o problema da percepção do espaço, provenientes de outros grupos de

estudiosos do assunto que tentam lançar novas luzes que o possam esclarecer melhor. Existem algumas

teorias de percepção como, por exemplo, a estruturalista, que tentam explicar através da psicofísica sen-

sorial (estudos dos sentidos humanos) de que maneira os estímulos simples produzem sensações. A teoria

gestáltica procura mecanismos fisiológicos para explicar a visão do mundo.

Edward T. Hall23, um dos profissionais que mais tem se preocupado com o problema da percepção do espaço,

é adepto da proxêmica, uma teoria, um enfoque antropológico do uso do espaço. “A tese colocada pela

proxêmica considera impossível julgar a realidade sob qualquer aspecto, se não houver correspondência

com os diversos modelos culturais. A proxêmica assume um campo de estudo complexo que envolve,

inclusive, campos interdisciplinares, como a antropologia, a ecologia, a etnologia, a sociologia, onde a

semiótica, como ciência geral dos signos, constitui o elemento de ligação dos vários campos (HALL, 2005).

Segundo Hall (2005), “pessoas pertencentes a grupos étnicos diversos respondem diferentemente à aglo-

meração, porque não percebem o espaço da mesma maneira”. Para ele, a estrutura não visível da cultura é

uma das características mais ignoradas da vida do século XX. Hall (2005) faz indagações sobre os vários meios

23 HaLL, Edward T. : “La dimension oculta”, colección Nuevo Urbanismo, Madrid, 1978.


utilizados pelo homem na percepção do espaço e afirma que, conforme os diferentes receptores sensoriais

humanos empenhados na percepção, diferenciam-se espaços qualitativamente diversos: o espaço visual,

o auditivo, o olfativo, o térmico e o espaço equilíbrio24.

A antropologia nos fornece contribuições importantes com respeito aos três níveis de manifestação dos

indivíduos: o “infra-cultural” (de natureza biológica), o “pré-cultural” (de natureza fisiológica) e o “micro-

cultural” (de natureza cultural propriamente dita). Esses três níveis fazem parte da proxêmica.

Com esse novo aspecto lançado na questão, ou seja, a cultura, voltemos às ideias lançadas por Moles (1976).

Definindo a sociedade contemporânea como sendo tecnológica, afirma que de sua moral industrial ela

busca seus valores criadores na evolução, com seu futuro na automação. De certa forma, com essa afirmação,

Moles justifica um modo de viver futuro, portanto, um usar e precisar do espaço que tem certas caracte-

rísticas (medidas pelo valor do tempo na alternância temporal de concentração e dispersão). A questão

que levantamos é se, dentro do aspecto “cultura e desenvolvimento”, essa tese seria válida para todos os

países. A sociedade na sua dinâmica e evolução separa e discrimina, ao invés de unificar e homogeneizar

os “padrões sociais” dela própria.

5.3 O olho

Luz é a energia radiante medida segundo sua capacidade de produzir sensações luminosas e visuais25. O olho

humano é o receptor dessa energia radiante. Vejamos, portanto, como o olho funciona dentro desse princípio.

A retina, um delicado tecido nervoso, é formada de elementos fotorreceptores que são os cones e bastonetes

(órgãos realmente sensíveis à luz) nos quais se realiza a transformação da energia luminosa em impulsos

nervosos ao cérebro. Isso é possível devido a um mecanismo eletroquímico na retina que faz com que esses

agentes fotorreceptores gerem impulsos nervosos quando expostos à luz, figura 5.6.

25 Onete Gil, Virgílio: Fundamentos del Alumbrado Artificial, pág. 1024 LIPAI, Alexandre, : “Tendências e Conflitos. Avaliação de Desempenho”, 1976.


Figura 5.5: O olho.

Fonte:Catálogo Comercia OSRAN (2010/2011).

É na retina que se forma a imagem visual invertida. Esta imagem chega até o cérebro pelo nervo óptico e

lá sofre a reinversão, sendo interpretada corretamente. A imagem de um objeto chega invertida na retina

porque ela é vista através de uma lente biconvexa - o cristalino do olho.

Figura 5.6: Funcionamento

do olho humano.

Fonte: Oñete Gil, Virgílio:

Fundamentos del Alum-

brado Artificial.

A retina possui zonas concêntricas de sensibilidade de acordo com o campo visual projetado pelas lentes.


Para se ver com maior nitidez a imagem de um objeto, tem-se que olhá-lo de tal maneira que os raios

luminosos procedentes dele convirjam exatamente sobre a retina, na fóvea central que é adaptada para a

percepção de pequenos detalhes e cores de uma pequena parte do campo visual - 2º - ou seja, uma palavra

na página de um livro a uma distância normal de leitura (+ 40 cm).

Existem diferenças marcantes entre dois elementos principais da retina - os cones e bastonetes - a saber:

Os bastonetes são muito sensíveis à luz e quase insensíveis às cores, enquanto que os cones são muito sen-

síveis às cores e quase insensíveis à luz. Disso conclui-se que a missão dos bastonetes é perceber a maior ou

menor claridade com que estão iluminados os objetos e a dos cones a de apreciar as cores destes25. Além

disso, os bastonetes são muito mais lentos em sua ação que os cones.

Na luz do dia ou com suficiente luz artificial clara, intervêm os cones e bastonetes, enquanto que à noite só

trabalham os bastonetes. Portanto, à noite, nossa sensibilidade às cores diminui enormemente. Os basto-

netes atuando sozinhos são insensíveis à cor; quando isso acontece, ficamos sensíveis somente às relações

entre claro e escuro. Os bastonetes são muitas vezes sensíveis à faixa azul do aspecto visual quando de

baixos níveis de iluminância (portanto, à noite). É devido a esse fato que nossa percepção das cores sofre

um desvio na curva da visibilidade26, como mostra a figura 5.7.

Figura 5.7: Sensibilidade visual às cores.

Fonte: OSRAM, Manual Iluminação: Conceitos e Projetos (2010).

(a) curva a - baseada sobre os níveis normais de visão durante o dia, visão determinada principalmente

pelos cones da retina- visão fotóptica.

(b) curva b - baseada sobre os níveis de iluminação durante a noite, visão determinada principalmente

pelos bastonetes - visão estocópica.

25 Manual Osram, pág.57 26 Características denominada “Efeito Purkinje”


5.3.1 Propriedades do olhoO olho humano apresenta as seguintes propriedades:

1 - Seletividade - a retina não é sensível a todas as radiações. As que são capazes de produzir sensação visual

são as que estão entre 0,380 e 0,780 microns, (= 10-4 cm) além disso o olho responde a variações dentro

dessa faixa.

2 - Maior e menor Sensibilidade - a maior sensibilidade do olho está no comprimento de onda que corres-

ponde a 0,550 microns (amarelo-esverdeado), e a menor para as cores roxo e violeta (extremos do espectro).

(vide fig.5.7)

3 - Percepção das cores - a capacidade de percepção de cores é uma característica de seletividade do olho - é

a sensação causada pelos distintos comprimentos de onda entre 0,38μm a 0,78μm. A cor é, portanto, uma

característica da sensação. Esta sensação cromática está variavelmente relacionada com o comprimento

de onda, da seguinte forma:

Tabela 5.1: Percepção de cores

de acordo com os comprimentos

de onda.

Fonte: MANUAL OSRAM, s/d.

4 - Acomodação - capacidade que o olho tem de ajustar-se às diferentes distâncias dos objetos e obter

desta forma uma imagem nítida na retina. Este ajuste efetua-se variando a curvatura do cristalino e com

ele a distância focal por contração ou distensão dos músculos ciliares30.

Quando os objetos são dispostos a uma distância maior do olho, a visibilidade é, consequentemente, redu-

zida. Não obstante, a visibilidade pode ser decididamente melhorada aumentando-se o nível de iluminação.

Comprimento de onda correspondente às cores puras (μm).

Comprimento de onda correspondente aos matizes

intermediários (μm).

roxo28 0,631 roxo29 de 0,76 a 0,63

alaranjado 0,618 alaranjado de 0,63 a 0,59

amarelo 0,582 amarelo de 0,59 a 0,55

verde 0,531 verde de 0,55 a 0,49

azul 0,478 azul de 0,49 a 0,45

violeta 0,43 violeta de 0,45 a 0,38

28 Manual Osram, pág. 5729 Características denominada “Efeito Purkinje”30 Oñete Gil, Virgílio. op.cit. 1, pág.62


As distâncias de visibilidade de um objeto, sob diversos níveis de iluminação, é apresentada pela tabela

a seguir:

Tabela 5.2: Distância de visibilidade.

Fonte: Aloy Flo, 1943.

5 - Acuidade - capacidade que o olho tem de reconhecer com nitidez e precisão os objetos; a habilidade do

olho de ver detalhes. Normalmente, é definida como um valor que expressa a proporção entre o tamanho

do detalhe crítico da tarefa e a distância desta até o olho. É função não só do contraste entre o objeto e seu

entorno imediato, mas também do seu tamanho, da distância da qual ele é visto, do tempo de visão, da

composição espectral da luz, do nível de iluminação e da presença ou não de perturbações no campo visual.

6 - Cores: a sensibilidade dos olhos para as cores pressupõe também uma sensibilidade na percepção de

diferentes luminosidades dessas mesmas cores.

“Se cada uma das radiações que contém a luz branca chegasse ao olho separadamente, este as captaria em

suas diversas cores com distintas intensidades, devido ao fato de que a sensibilidade dos cones da retina

é diferente para cada cor31” (Aloy Flo, 1943AUTOR, data)

7 - Adaptação: a característica dominante da visão humana é a adaptação. É a capacidade que o olho tem

de ajustar-se automaticamente às diferentes luminâncias dos objetos. Isso acontece através da abertura

e fechamento da pupila.

A adaptação do olho à luz e às cores é um processo fisiológico altamente complexo. O que nós vemos de-

pende não somente da qualidade física de luz ou da cor presente, mas também do estado de nossos olhos

na hora da visão e da quantidade de experiência visual que nós temos que lançar mão para nos ajustar no

nosso julgamento32.31 Oñete Gil, Virgílio, “Fundamentos del Alambrado Artificial, pág.6432 Hopkinson, R.G.


Quando passamos de um local mais iluminado para um local mais escuro, o olho leva muito mais tempo

para adaptar-se do que quando o inverso acontece. A relação é, aproximadamente, de 60 para 1. Isso deve-

se ao fato dos bastonetes serem mais lentos em sua ação do que os cones.

O olho se adapta a situações extremas de luz numa proporção de 100.000 para 1 - desde a luz proveniente

do sol até quantidades mínimas de luz (a luz de uma noite de lua cheia). Logicamente, o olho não pode se

adaptar simultaneamente a ambas condições.

Para termos uma boa noção quantitativa dessa grande capacidade de adaptação do olho, vejamos alguns

valores de luminância e iluminâncias para os quais ele responde, tabelas 5.3 e 5.4.33

Tabela 5.3: Exemplos de alguns níveis

de iluminância.

Fonte: Manual Osram, op. cit. - págs.

73 e 75.

Tabela 5.4: Exemplos de alguns níveis

de luminâncias.

Fonte: TABOADA, J.A.Manual Osram,

op. cit.

É exatamente nesse princípio que se baseia a condição de desconforto causada por contrastes excessivos.

Um dos requisitos fundamentais da boa iluminação é exatamente evitar-se a adaptação muito rápida dentro

de uma faixa relativamente ampla de luz. Isso é especialmente crítico em locais onde o aspecto segurança

32 Hopkinson, R.G.33 Obs.: Esses valores têm objetivo de dar uma noção de ordem de grandeza e não fornecer números exatos.


entra em jogo, como no caso de certas indústrias. Em outros locais, apesar de tal aspecto não entrar em

consideração, a situação de contraste excessivo pode causar grande desconforto, o que faz, por exemplo,

que para salas de aula, a maioria das legislações proíba a incidência de sol direto no plano de trabalho.

A compressão do processo de adaptação é o princípio mais importante que o arquiteto tem de entender.

A propriedade de adaptação do olho está relacionada à proporção de luminância que nós podemos per-

ceber, ou seja, nossa habilidade de ver contrastes. Hopkinson et al.(1975) afirmam que “a adaptação a um

certo estímulo ou entorno modifica tanto a magnitude da sensação resultante como nossa habilidade de

distinguir mudanças ou contrastes34. A relação entre o nível de luminância e a sensibilidade ao contraste

pode ser expressa precisamente, e é um modo pelo qual nós podemos relacionar nível de iluminação à

nossa habilidade de ver”35. Uma relação dessa forma demonstra que, para níveis baixos de iluminâncias, a

sensibilidade ao contraste é pobre e vice-versa. Para termos iguais melhoras na sensibilidade ao contraste

precisamos aumentar o nível de aclaramento proporcionalmente e não pela diferença36.(HOPKINSON, R.G.;

PETHERBRIDGE, P. & LONGMORE, J., 1975)

Adaptação Visual e Luminâncias

O olho humano consegue processar a informação em uma enorme faixa de luminâncias e o sistema visual

altera sua sensibilidade à luz de acordo com a maior ou menor iluminação do objeto. Esta mudança de

sensibilidade à luz proporcionada pelo sistema é chamada adaptação e envolve três operações principais:

ajuste do tamanho da pupila, adaptação fotoquímica, adaptação neural.

O ajuste da pupila é proporcionado pela contração e dilatação da íris. A contração diminui a iluminação na

retina, ocorrendo em torno de 0.3s. A dilatação é mais lenta, aproximadamente 1.5s e aumenta a iluminação

na retina.

34 Hopkinson, R.G.35 Hopkinson, R.G.36 Exemplo: Se compararmos a sensação de luminosidade de 2 lâmpadas, uma de 75W e outra de 150W, veremos a sensação dada pela segunda que não é a de produzir o dobro da luz, como na realidade ela produz. Isso se deve exatamente pelo fato de que para o dobro do estímulo não teremos o dobro da sensação e sim menos (Lei de Waber Fechner)


Para enviar a mensagem ao cérebro, a luz passa pela retina, atinge os cones e bastonetes e provoca uma

reação fotoquímica. As alterações nos fotopigmentos dos cones e bastonetes é um processo dinâmico de

equilíbrio e desequilíbrio. Na escuridão, os fotopigmentos estão regenerados, prontos para receberem a

luz. A sensibilidade à luz é em grande parte função da porcentagem de fotopigmentos que não estão em

atividade. Em condições estáveis de brilho, todo o sistema está em equilíbrio. Quando estas condições se

alteram, os fotopigmentos são descoloridos ou regenerados para restabelecer o equilíbrio. A adaptação

fotoquímica é mais rápida nos cones, mesmo quando expostos a alto nível de brilho. Estes levam entre 10 e

12 minutos, enquanto os bastonetes requerem 60 minutos ou mais para completa adaptação à escuridão.

(IES, 1994)

A adaptação neural dura menos de 1s e ocorre, normalmente, na faixa de luminância abaixo de 600cd/m2.

Esta faixa é normalmente encontrada em ambientes internos iluminados artificialmente. Mesmo com um

nível de iluminação constante, os ambientes geralmente apresentam grande variedade de luminâncias.

Como a adaptação neural é bastante rápida e opera em níveis moderados de iluminação, o sistema é bem

ajustado e possibilita bom resultado em interiores.

Quando o campo visual passa por situações transitórias e é exposto a uma luminância alta ou baixa em relação

à tarefa, a visibilidade é reduzida. Este fato pode ocorrer mesmo em ambientes internos, quando passamos

os olhos por uma janela ou miramos diretamente uma fonte de luz. Se a recuperação ocorrer rapidamente,

a adaptação neural foi ativada, mas, se for lenta, significa que foram necessárias reações fotoquímicas.

5.3.2 Efeitos da idadeCom a idade temos uma redução na acuidade visual, a velocidade de percepção diminui e o tempo neces-

sário de adaptação aumenta, principalmente na passagem de um ambiente mais claro para um mais escuro.

Outros efeitos são também a diminuição na habilidade de perceber movimentos no campo visual periférico e

a diminuição na resistência à perturbação por ofuscamento ou contrastes excessivos.

A figura 5.8 nos fornece a diminuição da acuidade visual com a idade.37

37 Alguns autores dão valores para essa perda natural da visão com a idade. Vide: a) Iluminating Engineering Society: “Lighting Fundamental Course”, desenvolvido pelo “Committee on Lighting Education”, pág.5; b) Aloy Flo, B.D. Manual de Luminotécnica, pág.23.


Figura 5.8: Diminuição da acuidade visual com a idade.

Fonte: TABOADA, J.A. Manual Osram op. cit.

5.3.3 Campos visuaisO campo de visão humana está limitado a 130º no sentido vertical e a 180º no sentido horizontal. É o campo

visual total, figura 5.9.

Como já dissemos, a retina possui zonas concêntricas de sensibilidade de acordo com o campo visual

projetado pela lente. Dessa forma, dentro do campo visual total, podemos distinguir 4 zonas (figura 5.10):

• centro de atenção (campo visual central)

• a tarefa visual

• entorno

• limite de zona de visão

a- campo visual

b- tarefa visual

c- o entorno

d- campo visual periférico


Figura 5.9: Limites do campo visual com os olhos

parados.

Fonte: TABOADA, J.A. Manual Osram op. cit.

Figura 5.10: As quatro zonas do

campo visual.

Fonte: TABOADA, J.A. Manual Osram

op. cit.

Campo visual central- A fóvea, correspondente à mancha central, é totalmente cheia de cores recebendo os

detalhes e as cores de uma pequena parte do campo visual, representada por um cone visual com apenas

2º de abertura.

Em volta desse centro, há uma zona contendo uma combinação de cones sensíveis à cor, e bastonetes

sensíveis à forma, que nos dá uma imagem de uma pequena parte do campo visual (tarefa visual) precisa

em forma, cor e luminosidade, com 8º para cima e para baixo, e 10º para a direita e a esquerda.


O entorno corresponde à parte do campo visual dentro da qual nós percebemos alguns detalhes e cores

sem movermos nossos olhos. Equivale aproximadamente a um ângulo sólido de 18º para cima e para baixo,

e 22º à direita e à esquerda.

A quarta zona é relativamente ampla e não tem cones, somente bastonetes - o que significa que a percepção

nos limites do campo visual periférico é muito pouco detalhada, o entorno da tarefa visual é visto de uma

forma vaga e sem cor. A visão periférica dá uma visão geral de localização dos vários objetos dentro do campo

visual e dessa forma ajuda o indivíduo a ficar consciente de posição e orientação no espaço (segurança).

5.3.4 Tarefa visualA precisão da tarefa visual depende do seguinte:

a - tamanho do detalhe a ser distinguido.

b - contraste de luminância e cor do detalhe em relação ao seu entorno imediato.

c - velocidade e cuidado requeridos no desempenho da tarefa.

d - tempo de duração da tarefa sem interrupções.

O tratamento do campo visual total tem uma importância muito grande para a correta percepção da tarefa

visual, figura 5.11. O fundo pode nos distrair ou nos ajudar a captar melhor visualmente a tarefa, ou seja,

a favorecer a concentração do observador. A distração pode ser causada por movimentos ou contrastes

excessivos.

Para uma boa e fácil visão da tarefa a ser exercida, é necessário que nós vejamos seus detalhes caracterís-

ticos - a forma, a cor, o tamanho, as sombras e a textura. Algumas vezes é preciso que apliquemos efeitos

de sombra, um nível de iluminância elevado ou uma cor especial da luz. A segunda condição seria que o

campo visual nos ajudasse a nos concentrar na tarefa38.

38 Vide item 5.5 Níveis de iluminação


Figura 5.11: Tarefa visual - incremento do nível de iluminância

sobre o plano de trabalho para melhoria da acuidade visual.


Toda imagem no campo visual é sempre composta de 3 elementos básicos: linha, cor e luminosidade.

Linha - A linha sempre tem uma direção e nossos olhos têm uma tendência de segui-la. No nosso campo

de visão, do qual só vemos claramente uma parte, nós estamos conscientes das principais linhas que dele

fazem parte. Essas linhas podem convergir para a tarefa ou não ter nenhuma relação perceptível com ela.

Portanto, podem facilitar nossa percepção ou dificultá-la.

As linhas ganham significado através de suas formas e direção.

Cor - As cores têm uma influência muito grande em se tratando da visão. Os elementos básicos do uso das

cores no campo visual são sua saturação e os contrastes entre elas. Quando formos usar cores, devemos

considerar cuidadosamente as relações que elas manterão entre si.

Já dissemos que um dos elementos que pode favorecer ou perturbar nossa atenção na tarefa é o contraste

excessivo de cores das superfícies dentro do campo visual - e é por isso que o equilíbrio mais adequado

deve ser conseguido.

Luminosidade - A luminosidade não é algo que possa ser medido porque ela é subjetiva - é a impressão

individual que uma pessoa tem ao olhar uma superfície.


5.4 O Processo visual

O processo visual envolve duas partes:

1 - o estímulo físico da luz sobre o olho

2 - a sensação que esse estímulo provoca

O estímulo é objetivo; a sensação subjetiva.

Nos preocupamos, no item anterior desse trabalho, com o olho - órgão receptor dos estímulos físicos

mencionados. Trataremos agora da visão, que envolve a interpretação dos estímulos objetivos recebidos.

A luminotécnica tem como objetivo determinar e proporcionar as melhores condições visuais possíveis, mas

só pode intervir na fase objetiva do processo visual. Para que o faça da melhor forma possível, ela precisa,

necessariamente, compreender as respostas que o homem dá aos estímulos propostos e, portanto, deve

considerar o caráter subjetivo da visão.

O olho faz parte de um processo muito mais complexo. “A luz é uma forma de energia, cuja propriedade

especial é estimular os receptores do olho e dessa forma possibilitar ao cérebro registrar uma imagem

visual” (HOPKINSON, 1975)39. A partir daí, o que nós vemos depende não só dessa imagem que é focada na

retina, mas da mente que a interpreta.

“Não são somente nossos olhos que nos dizem o que e como nós gostamos de ver. Nossa mente tem

uma grande influência em nossa percepção visual, o que significa que o ser humano todo, com sua ex-

periência, seus desejos, interesses e aversões, influencia no modo como vemos. Nós seremos capazes de

projetar ambientes visualmente confortáveis dependendo do modo pelos quais nós estudamos esses

problemas”40(KALFF, 1971).

Os aspectos fisiológicos da ótica e os da psicologia da percepção formam a base do conceito de visão. É a

visão a principal responsável por nossa sensação de espaço - tentativa de estabelecer uma relação entre

percepção e realidade.

39 Hopkinson, R.G., “Architectural Physics: Lighting”. “Luz para se ver” deve ser entendida como a luz necessária para que pos-samos entender a mensagem visual que chega até nosso cérebro. Se tivermos pouca ou muita luz poderemos, em ambos os casos, ter dificultada a formação da mensagem visual; uma distorção que pode nos levar à má interpretação.40 Kalff, L.C., “Creative Light”, pág. 3


Nenhuma distinção marcante pode ser feita entre a experiência sensorial e emocional, na medida em que

a segunda certamente resulta da primeira e são inseparáveis. Portanto, qualquer fato visual terá sua reper-

cussão, depois de interpretado, no significado psicoemocional que o homem lhe dá.

Nós sabemos imediatamente, ao entrarmos em um ambiente, que sensação ele nos causa mesmo que

esta não seja consciente.

A visão é uma atividade que é interrompida e dirigida para muitas direções centenas de vezes por minuto.

Nós olhamos o tempo todo, mas vemos somente aquilo o que nossa mente está procurando, e que se

interessa em ver. Geralmente percebemos aquilo que tem algum significado especial para nós ou que, de

alguma forma, nos chama a atenção. Quantas vezes costumamos frequentar um determinado lugar ou

percorrer um determinado caminho e não percebemos os elementos que deles fazem parte? É preciso que

algo aconteça para que nossa atenção seja atraída e assim possamos perceber o que ocorre exatamente à

nossa volta. Nessa hora, vemos o que nos rodeia. Normalmente nos interessamos pelo incomum, pelo não

usual; aquilo de que não gostamos inconscientemente não vemos.

Visão - uma distinção faz-se necessária:

• Quando nossa preocupação diz respeito à acuidade visual, o elemento principal é a quantidade de luz

(nível de iluminância);

• Quando nossa preocupação diz respeito à caracterização do espaço, à sensação por ele causada, dois

fatores mostram-se fundamentais: luminância e cores41.

Evidentemente, os fatores mencionados se interrelacionam. Tal distinção, no entanto, nos ajuda a compre-

ender melhor o processo de visão.

5.4.1 Requisitos de uma boa visãoPodemos relacionar os fatores que afetam a visão da seguinte maneira:

• Níveis de iluminância e sua distribuição;

• Luminância e contrastes;

• Tamanho da tarefa visual;

• Tempo de sua realização.41 Esses dois princípios não únicos! Isso é apenas uma diferenciação em grau de importância, não implicando em exclusão já que todos esses fatores sempre estão presentes de uma forma conjunta e interdependente.


A primeira coisa que tem de ser estabelecida em qualquer estudo de iluminação é a relação entre nossas

habilidades de ver, a quantidade de luz fornecida e o grau de contraste inerente ao objeto ao qual nós

estamos olhando. A figura 5.12, a seguir, ilustra o efeito de valorização do objeto (escada) por meio de

contraste entre figura e fundo.

Figura 5.12: Escada do hall do aeroporto Santos Dumont, Rio de Janeiro.


Podemos sintetizar os requisitos para uma boa visão, como segue:

1-Iluminância suficiente

Um dado puramente quantitativo, porém baseado em aspectos essencialmente subjetivos - quanto de luz

nós precisamos ter sobre a área de que dispomos?

2-Boa distribuição(*)

Como podemos conseguir o mencionado acima sem introduzir desconforto por ofuscamento?


3 - Ausência de ofuscamento

4 - Sem contrastes marcantes (**)

Como podemos atingir esses objetivos e ao mesmo tempo ter um ambiente visualmente agradável?

5 - Equilíbrio de luminâncias

Podemos responder aos itens acima, mas termos um ambiente desconfortável por outras razões!

(*) Boa distribuição não é sinônimo de uniformidade

(**) Dependendo da atividade

5.4.2 Fadiga e relaxamentoQuando os olhos estão submetidos a condições de iluminação com focos intensos de luz dentro do campo

visual ou quando não dispomos de níveis de iluminância suficientes para a realização da tarefa em questão,

os olhos podem chegar à fadiga (cansaço) e a uma diminuição de sua sensibilidade, exatamente pelo esforço

demasiado de adaptação a estas condições críticas.

Uma boa parte da fadiga física que sentimos todos os dias deve-se ao esforço realizado para se ver. Abusamos

de nossas faculdades visuais e pagamos direta ou indiretamente com perturbações fisiológicas diversas.

A luz está sendo mal utilizada. É preciso criar, ou melhor, recuperarmos no homem moderno uma “consci-

ência da visão”.

Luckiesh (1936) nos diz 42: “quando se vê não se presta atenção na qualidade da luz, se o sistema tem defici-

ências, se suprem com um gasto excessivo de energia e, portanto, com uma perda de reservas do organismo

completamente desnecessária e facilmente evitável”.

42 M.Luckiesh: “La ciencia de ver y el bien estar humano”, Barcelona


Outro fator importante do conforto visual é o fato do olho, após algum tempo de concentração na tarefa

visual, automaticamente vagar pelo ambiente nas momentâneas paradas. Isso faz com que ele se descon-

traia, relaxe-se e se recupere para o novo esforço de concentração que se segue.

É por este fato que ambientes absolutamente uniformes, em termos de iluminação e, inclusive, com uma

pobreza no uso das cores, causam depois de algum tempo o que conseguimos descrever como “sonolência”,

“cansaço”, “redução para disposição ao trabalho”, etc., ou seja, tudo aquilo que reflete a sensação de descon-

forto visual que o ambiente acarreta. Uma resposta a essa necessidade do olho, descrita acima, pode ser

conseguida com áreas de menor nível de iluminação, mas que não ultrapassem uma proporção que possa

causar ofuscamento por contraste. Resumindo: uma certa desuniformidade é necessária, porém, ela deve

ser previamente determinada em função da atividade a ser desenvolvida.

5.4.3 OfuscamentoO ofuscamento pode ocorrer:

• diretamente: pela visão direta da fonte de luz (Figura.5.6);

• indiretamente: por reflexão.

Pode ser perturbador (deslumbramento) e inibidor, diferenciando-se pelo grau de perturbação que pro-

vocam. Em ambos os casos, o ofuscamento é consequência de contrastes excessivos de luminâncias. Esses

contrastes excessivos dificultam o entendimento da mensagem visual. Interferem violentamente na comu-

nicação visual, inclusive fisiologicamente, à medida que causam a fadiga muito rápida dos órgãos ópticos.

O ofuscamento é uma sensação e, portanto, não é nada que pode ser medido, exceto em termos de outra

sensação.

Ele é função dos seguintes fatores:

• Luminância da fonte;

• Luminância de seu fundo;


• Tamanho aparente da fonte de luz;

• Número de fontes presentes no campo visual;

• Posição relativa da fonte em relação à direção de visão.

Figura 5.13: Uma fonte de luz causa menos des-

conforto visual quanto maior for o ângulo entre

ela e a linha de visão.


Algumas medidas de correção do ofuscamento são:

1. Redução da luminância da fonte;

2. Colocação de elementos de controle na fonte de luz (figuras 5.14 e 5.15);

3. Posicionamento da fonte de luz fora do ângulo de visão (acima de 45º);

4. Evitar reflexões indesejáveis (atualizando superfícies opacas);

5. Aumento da luminância do entorno à fonte (ex. pintando com cores claras as paredes onde existem janelas).


Figura 5.14: Controle de ofuscamento com persianas nas

janelas.


Figura 5.15: Controle de ofuscamento (aletas) direto na

fonte de luz artificial.

Fonte: Catálogo Comergial, Philips.

Como dissemos anteriormente, distinguem-se dois aspectos do ofuscamento: o que produz perda de visão

(ou fisiológico) e o que produz desconforto visual (ou psicológico).

Ofuscamento fisiológico

Define-se como aquele que impede a visão, sem necessariamente causar incômodo. Na iluminação natu-

ral isto ocorre geralmente num interior quando se tem a visão, direta ou refletida, da abóbada celeste de

alta luminância que causa o “efeito do véu”, que obscurece a visão dos objetos na proximidade da fonte de

ofuscamento. Este efeito de incapacidade visual por ofuscamento pode ser evitado, na maioria dos casos,

usando o bom senso e é muito pouco o que se obtém aplicando técnicas de cálculo.

Ofuscamento psicológico

Definido como aquele que causa incômodo, sem necessariamente impedir a visão dos objetos. Pode significar

as sensações de desatenção, fadiga e também de dor, e é resultante - em locais iluminados naturalmente -


da visão de grandes áreas da abóbada celeste, de alta luminância, a partir do interior do edifício. As origens

destas sensações não são totalmente conhecidas, mas podemos destacar duas:

1) O contraste de luminâncias, e

2) O efeito de saturação visual, incluindo o mecanismo de resposta visual, figura 5.16.

Figura 5.16: Ofuscamento por efeito de saturação.


A diferença entre esses dois efeitos é reconhecida, mas não é considerada nos cálculos luminotécnicos.

Estudos experimentais demonstraram que o grau de desconforto experimentado pelas pessoas no interior

iluminado com luz diurna é função de:

a. Luminância da abóbada celeste, tal como é vista através da janela;

b. Tamanho aparente da parte visível da abóbada celeste em termos do ângulo sólido formado pelo olho

do observador;

c. Posição da parte visível da abóbada celeste em relação à direção da visão;

d. Condições de adaptação do local.


O efeito de ofuscamento pode ser classificado também em dois tipos: o direto, quando o observador dire-

ciona sua visão diretamente para a fonte, sendo esta o sol ou uma lâmpada, enquanto o tipo indireto se dá

pela reflexão da imagem da fonte em uma superfície polida (Figuras 5.17 e 5.18).

Figura 5.17: Escola - Ofuscamento por reflexos inde-

sejáveis.


Um exemplo de ofuscamento direto acontece quando as janelas são orientadas para exteriores de muita

luminosidade, como fachadas de orientação norte, e localizadas em paredes escuras e/ou com esquadrias

escuras. Soluções para amenizar este tipo de problema são encontradas no uso de paredes chanfradas em

volta das esquadrias, pintadas em cores claras e localizadas em superfícies também claras, buscando uma

maior difusão da luz, figura 5.19.

Figura 5.18: Museu - Ofuscamento por reflexo de piso e saturação de área de

janela.

Fonte: Imagem cedida pela biblioteca da FAU/USP.


Figura 5.19: Ofuscamento por saturação, porém com efeito de controle da lumino-

sidade pelo chanfro superior.

Fonte: Reginaldo Ronconi.

O uso sistemático e até sem critérios dos sistemas de iluminação artificial é bastante comum em edifícios

não residenciais, não somente por falta de luminosidade, mas também por excesso de luminosidade exterior

que penetra pelas fachadas, ocasionando fortes contrastes entre as áreas atingidas diretamente pelos raios

solares e seu entorno imediato. Esses sistemas muitas vezes desperdiçam energia e aumentam a demanda

pelos serviços de ar-condicionado. Os ganhos de calor por radiação solar direta, principalmente no verão,

representam a ameaça de transformar os espaços fechados em estufas em potencial.

Para evitar o problema de superaquecimento, a indústria do vidro, dentre outras soluções, propôs para o

mercado da construção os vidros reflexivos, que com o uso constante e sistemático ao longo do tempo

não provaram ser a solução ideal, principalmente para cidades de clima quente e úmido como São Paulo

e Rio de Janeiro. Esses materiais acabaram por provocar efeitos de escurecimento dos ambientes internos

às fachadas, forçando o uso da luz artificial, além de refletir radiação direta para o entorno do edifício,

aquecendo demasiadamente zonas normalmente destinadas à circulação de pedestres e transferindo o

problema do ofuscamento direto interno, para o ofuscamento indireto externo, figuras 5.20 e 5.21.


Figura 5.20: Edifício de escritório, Miami, Flórida.


Figura 5.21: Edifício de escritório no Centro Empresarial na cidade de São Paulo.


As soluções mais apropriadas estão em decisões de projeto, como as que evitam a penetração direta dos

raios solares por meio de brises, ou pela própria orientação das edificações pelas quais janelas e superfícies

transparentes em geral não estejam voltadas para o sol. Portanto, decisões de orientação implicam em

aspectos de iluminação e temperatura. É importante considerar sempre o caráter complexo da arquitetura

em interagir essas duas variáveis do conforto ambiental. Em situações específicas pode não ser interessante

a luz direta dos raios solares, porém o mesmo não se passa com o calor proveniente de tal radiação.


Figuras 5.22 e 5.23: Teatro José de Alen-

car, Fortaleza. Foyer mais iluminado ao

fundo, platéia no primeiro plano. Edifício

FINAC, São Paulo, SP.


Apesar do risco de comprometimento da qualidade visual dos espaços, o uso de contrastes é sempre uma

decisão arquitetônica relacionada com o programa específico de atividades de cada projeto. No caso de

teatros e auditórios, por exemplo, um elevado contraste de luz entre foyer e auditório é utilizado como

recurso essencial para a valorização do espaço principal, proporcionando surpresa, mistério, e até, mesmo,

deslumbramento. Nesta composição, o primeiro é repleto de muita luz e cores claras, enquanto que o

segundo se encontra em condições de pouca luz e cores sóbrias.

Quantificar ofuscamento é uma tarefa muito árdua. Apesar disso, através de uma fórmula empírica elabo-

rada pelo Building Research Establishment (Garston)(ano?), pode-se estabelecer numericamente o grau de

ofuscamento e expressá-lo em forma de “índice de ofuscamento”. Como resultado de pesquisa de campo

realizada com grupos de observadores, foram propostos valores limites do índice de ofuscamento para

diferentes entornos iluminados naturalmente e, também, para instalações de iluminação artificial.

Figura 5.24: Edifício de escritório no Stokley Park, Londres.

Arquiteto Ian Riech.



Também é possível constatar que há uma maior tolerância para com o ofuscamento produzido pelas

janelas do que para com aquele produzido pelas fontes de luz artificial de luminância e ângulo sólido de

visão semelhantes. O índice de ofuscamento, para janelas verticais e abóbada celeste coberta normal, é

determinado com o auxílio de tabelas e gráficos descritos nas normas européias ou norte-americanas. Para

abóbada descoberta ainda não se tem qualquer tipo de documento técnico.

5.5 Níveis de iluminância

Durante uma grande parte da era industrial, entre 1840 e 1940, a maioria dos trabalhadores nas indústrias

fazia seus serviços sob condições, consideradas hoje, totalmente insuficientes, especialmente em relação à

iluminação artificial. Isso não se refere somente aos níveis de iluminância mas, a todos os fatores intervenientes

na iluminação.

Nessa época, ainda não havia a possibilidade de uma melhoria, pelo próprio momento histórico que

atravessávamos. Mas mesmo nessa época havia algumas atividades que exigiam excelentes condições de

iluminação, como estúdios de pintores e escultores, relojoarias e joalharias (arte de pedra) etc. Geralmente

nesses casos o trabalho era feito perto das janelas. O homem tirava o melhor partido possível da iluminação

natural, através do bom senso e da experiência que sempre guiaram as soluções dos problemas referentes

à adaptação da arquitetura ao clima.

A 2ª Grande Guerra deu um grande impulso no desenvolvimento da iluminação, pois estimulou o seu uso

intenso principalmente na Indústria bélica. Altos níveis de iluminação (2000 Lux) eram mantidos nessas

fábricas durante 24 horas por dia, a fim de conseguir uma alta produção. Tal posicionamento é aceito pela

quase totalidade dos autores. Aloy Flo nos diz: “É provável que grande parte do progresso alcançado em

relação a níveis mais elevados de iluminação deve-se à necessidade de chegar-se a obter uma maior efi-

ciência industrial”43 (Aloy Flo, 1943). Após o término da guerra, esperava-se que esses níveis considerados

excessivos fossem logo abandonados. Mas, pelo contrário, eles se tornaram comuns e pularam de 300 para

500, 750, 1.000 e até mesmo 2.000 Lux, níveis que hoje são considerados normais.

43 Aloy Flo, B.D.: Manual de Luminotécnica, pág. 27


Tecnologicamente isso foi possível principalmente pelo desenvolvimento de novas fontes de luz, mais

precisamente a lâmpada fluorescente que aparece no mercado dos EUA, um pouco antes da guerra. Como

sabemos, ela tem eficiência de 4 a 5 vezes maior que a lâmpada incandescente44. É evidente que pelo mesmo

preço da lâmpada e energia, cinco vezes a quantidade de luz, era um bom negócio.

Economicamente, temos que tal situação pôde se impor devido ao fato dela aparecer nos países mais

desenvolvidos, de economia mais forte, e, inclusive, autossuficientes em energia elétrica.

Agreguemos também a esse fato, outro que diz respeito à grande multiplicação de funções (um incremento

de especialização em todos os campos) que começou a exibir também, cada vez mais, uma preocupação

com os requisitos luminotécnicos. Isso é marcante não só no campo das indústrias, mas também dos es-

critórios, bancos e edifícios públicos em geral.

5.5.1 Determinação e incremento dos níveis de iluminância (E)O olho humano tem uma capacidade muito grande de adaptação às condições de iluminação existentes.

Isso pode ser notado verificando-se a nossa percepção frente a condições tão extremas de luz, como o sol

direto e a noite45.

Em algumas tarefas, o modo como o olho nos indica se o nível de iluminação está ou não adequado é

exatamente através de nossa reação fisiológica, ou seja, o maior ou menor esforço que fazemos para ver, e

consequentemente, o maior ou menor cansaço que sentimos.

Os níveis de iluminância (E) são determinados empiricamente através de testes que relacionam o desem-

penho da tarefa visual com suas variações46. Em 1932, estudos realizados mostraram que a acuidade visual

está diretamente relacionada ao nível de iluminação e que ela é determinada principalmente pela relação

de luminância entre as tarefas e seu entorno.

Logicamente, há a necessidade de considerarmos o problema econômico que, envolve o aumento do

nível de iluminância. Nossa decisão deve ser tomada levando-se em consideração o máximo de acuidade

visual que será conseguida, sem, contudo, que os níveis de iluminância sejam demasiadamente elevados,

acarretando custos mais elevados.

44 Quanto a isso vide item 4.3 - Lâmpadas. 45 Vide item 5.3.1 - O Olho, propriedade: adaptação.46 Essas experiências se desenvolvem basicamente segundo as 5 maneiras mencionadas no item 5.4.1, que relacionam o nível de iluminância com os demais parâmetros do conforto visual.


O desempenho na realização de uma tarefa obviamente se relaciona com a acuidade visual, mas também

com a complexidade e a dificuldade da própria tarefa em si, da capacidade e experiência que o próprio

indivíduo tem em realizá-la. Seguem alguns fatores que devem ser levados em consideração para deter-

minação do nível de iluminação para tarefas visuais:

1 - O tamanho dos detalhes críticos dessas tarefas;

2 - A distância à qual esses detalhes são vistos;

3 - A luminância das tarefas (função do fator de reflexão);

4 - Os contrastes entre tarefas/entornos;

5 - A velocidade com que essas tarefas devem ser desenvolvidas;

6 - O grau de precisão exigido na suas realizações;

7 - Idade de quem realiza.

A determinação das características de um ambiente não é feita somente através do nível de iluminância

necessário, mas por outra série de fatores, como veremos mais adiante. Muitas vezes, o nível de iluminância

pode não ser tão importante frente ao caráter que desejamos dar ao ambiente, o uso das cores, o jogo entre

sombra e luz etc. É sempre a função do local que nos dirá quais os fatores mais importantes e que merecem

nossa maior preocupação. Logicamente, as necessidades numa igreja, restaurante, cinema e habitação não

são as mesmas; portanto, deveremos responder diferentemente em cada caso, figuras 5.25, 5.26 e 5.27.


Figura 5.25: Pátio de escola: tarefa visual simples.


Figura 5.26: Sala de reuniões: tarefa visual de acuidade

média: leitura e escrita.


Figura 5.27: Indústria: tarefa visual de maior precisão

com iluminação.


Qual seria então o critério utilizado para se determinar os níveis de iluminação convenientes para cada tarefa?

Se analisarmos esse aspecto da questão, veremos que o critério que sempre foi utilizado foi o da maior efi-

ciência. Num primeiro momento, eficiência foi sinônimo de produtividade. Ainda hoje ela é de certa forma

entendida assim: maior rapidez no trabalho, menor cansaço e eliminação de erros cometidos.


O aspecto principal desta questão que levantamos é exatamente discutir a tal eficiência almejada.

Se um dos modos de se medir a maior ou menor eficiência foi a produtividade, como avaliarmos, com base

nesse critério, atividades que fogem do campo de trabalho (do produzir)? Poderíamos nós aplicar tal critério

a atividades como o lazer, o habitar ou o orar? Cremos que não, pois os critérios em que estão baseados os

princípios do uso da iluminação nos locais que abrigam essas funções são totalmente diversos, muito mais

amplos e de difícil constatação, pois são fundamentalmente subjetivos, apelam para o sentimento, para

os efeitos psicológicos sobre o homem. As reações humanas não podem ser calculadas com precisão, o

que prova a relatividade de certos valores de nível de iluminação adotados para certas atividades, como,

por exemplo, as mencionadas.

Figura 5.28: Sala de trabalho com computador.


Figura 5.29: Residência em Candentown, Londres.



A figura 5.28 ilustra uma situação produtiva (sala de trabalho com computadores), onde o critério lumino-

técnico de se atingir níveis mínimos de iluminâncias, mais uniformes e sem contrastes excessivos, é muito

mais importante e necessário do que no caso da figura 5.29, onde o espaço pede outra concepção do uso da

luz e para a qual o nível de iluminância é menos importante frente ao jogo de contrastes. No primeiro, caso

a incidência de sol direto no plano de trabalho é inadmissível, enquanto que, no segundo caso, é desejável.

A foto 5.30 ilustra uma atividade com caráter produtivo - sala de aula da FAU Maranhão, com desempenho

não satisfatório por problemas de ofuscamento direto sobre o plano de trabalho.

Como vemos, a resposta à questão da relação entre o nível de iluminância versus contrastes de luminâncias

vem quando analisamos a iluminação num contexto mais amplo do que simplesmente o nível de iluminância.

A iluminação não é a ciência do aclaramento e sim da perfeita visão das coisas. O termo “perfeita” não deve

ser aqui confundido com total ou muito menos “uniforme”. A perfeita visão das coisas significa a exata

informação que o arquiteto, quando cria um determinado espaço, quer dar e de que forma isso pode ser

conseguido. Em certos casos pode significar uma não uniformidade e até mesmo uma quase total ausência

de luz.

Figura 5.30: Ofuscamento em sala de aula.



A iluminação faz-se de muitos aspectos, entre eles o partido principal adotado para sua resolução (natural

e/ ou artificial?; zenital ou lateral?; artificial: que sistema adotar?), o uso das cores, as luminâncias, o controle

das perturbações visuais, a própria forma de distribuir os níveis de iluminância pelo local (uniformidade ou

jogo de luz e sombra?), tendo sempre como centro a função em questão e como centro desta, o Homem.

A partir daí vemos que a determinação dos níveis de iluminâncias está comprometida com uma série de

outros fatores tão ou mais importantes quanto estes.

A solução estaria na verdade numa abordagem consciente e global da questão da Iluminação, sem a qual,

decisões fragmentadas podem comprometer a qualidade do ambiente luminoso.

Incremento do nível de iluminância (lux)

O nível de iluminância é uma importante característica da iluminação, assim como a distribuição de seus

diferentes valores pelo local em questão. Para a visão, o nível ótimo de iluminância não é necessariamente o

mais alto nível que, economicamente, é possível ser conseguido. É, sim, aquele que nos possibilita a melhor

visão, um reconhecimento fácil da mensagem visual sem nos causar cansaço visual.

Aceita-se, sem questionamento, que a provisão de uma quantidade maior de luz possibilita às pessoas de-

senvolverem tarefas mais precisas e apreciar as cores com muito mais exatidão. Quanto mais luz tivermos

no plano de trabalho, melhor será para distinguirmos as diferenças de cor, detalhes, luminâncias entre uma

superfície e outra textura.

Entretanto, essa melhoria da visão com o aumento do nível de aclaramento não é ilimitada. Ela tem dois

fatores que a limitam:

• Primeiramente, os níveis máximos possíveis de serem adotados são ditados por considerações puramente

econômicas. Logicamente, quanto maior for o nível de iluminância adotado, maior será o consumo de

energia, o custo inicial de instalação e o custo de manutenção;

• Segundo, vários estudos demonstram que existe um limite quantitativo para E a partir do qual qualquer

aumento não traz mais nenhuma melhora para a acuidade visual. Este limite estaria por volta de 2.000

lux (ponto de saturação).


Como já dissemos, uma boa iluminação não é somente função do nível de iluminância proporcionado

em um local. Existem outros fatores - como proporção correta de luminâncias, controle de perturbações

visuais (deslumbramento e ofuscamento), emprego correto das cores, o sistema adotado etc. - que fazem

com que a iluminação mais satisfatória não seja necessariamente aquela de mais alto nível de iluminância.

As necessidades humanas em relação ao conforto visual são hoje bem conhecidas - o que tem levado,

felizmente, cada vez mais, a um aumento qualitativo e não quantitativo da iluminação dos edifícios.

6 ILUMINAÇÃO NATURALA iluminação natural no interior das edificações é oriunda de aberturas localizadas em suas superfícies

verticais e horizontais.

6.1 Iluminação lateral

Uma das mais marcantes características da iluminação lateral é sua desuniformidade em termos de dis-

tribuição pelo local. Nos ambientes iluminados lateralmente, o nível de iluminância diminui rapidamente

com o aumento da distância da janela.

Figuras 6.1 e 6.2: World Trade Center,

Nova Iorque. Iluminação lateral no

hall principal de acesso.

Fonte: Arqta. Joana Carla Soares

Gonçalves.

Figura 6.3: Esquema de relação da

eficiência da penetração da luz lateral

– Corte.


Normalmente, se considera a profundidade de eficiência da penetração da luz como dependente da dis-

tância entre o piso e a parte superior da abertura, sendo igual a aproximadamente 1,5 a 2 vezes esta altura,

como ilustra a figura 6.3.


A conveniência desta proporção deve ser verificada em função do tipo e função do espaço a ser proje-

tado, uma vez que, por exemplo, para locais de trabalho, tanto os níveis de iluminância mínimos quanto

à uniformidade da distribuição da luz são critérios essenciais de desempenho luminoso. Por outro lado,

ambientes que não têm o caráter laborativo (por exemplo, ambientes de estar, circulação) já admitem

níveis de iluminâncias bem inferiores sem a exigência de uniformidade. Desta maneira, percebe-se que a

iluminação unilateral (em apenas uma das fachadas) pode ser facilmente aplicada no segundo caso. No

primeiro, porém, ela poderá vir a ser ou não uma solução adequada de projeto, dependendo da relação

dimensional do ambiente (comprimento X largura X altura X dimensões da janela). No caso de a proporção

mencionada acima não garantir os critérios de desempenho, a iluminação unilateral deverá ser comple-

mentada com aberturas laterais em outras fachadas (opostas à primeira e/ou adjacentes), com aberturas

zenitais ou ainda com iluminação artificial.

Figura 6.4: Esquema de distribuição da luz

pelo local - curvas isolux – Planta baixa.

Fo n t e : Pro g r a m a D ay l i g h t , s i m u l a ç ã o

Nelson Solano.

Curvas isolux ilustradas na figura 6.4 representam a união de pontos com o mesmo valor de iluminância.

Delimitam, consequentemente, zonas de diferentes níveis de iluminação. Seus valores são normalmente

dados em porcentagem (em relação ao total de luz disponível externamente ao local).

A luz natural resultante nos espaços internos e proveniente de aberturas laterais depende do somatório

das contribuições de três variáveis, a saber:

• Quantidade de luz proveniente da abóbada celeste (denominada nos métodos de cálculo como C.C.

- componente celeste);

• Quantidade de luz proveniente das reflexões de obstruções externas (denominada nos métodos de

cálculo como C.R.E. - componente de reflexão externa);


• Quantidade de luz proveniente das reflexões das superfícies internas - paredes, piso e teto (denominada

nos métodos de cálculo como C.R.I. - componente de reflexão interna);

Obviamente, a relação de contribuição de luz dessas três variáveis depende da localização do ponto “P” no

interior do espaço, uma vez que, dependendo do lugar onde estivermos, poderemos visualizar mais ou

menos a abóbada celeste assim como as obstruções externas, conforme ilustram os croquis abaixo (Figuras

6.5, 6.6 e 6.7).

Figura 6.5: As três variáveis da Componente de Luz Diurna num

ponto próximo à janela.

Fonte: Programa Daylight, simulação Nelson Solano.

Figura 6.6: As três variáveis da Componente de Luz Diurna num

ponto mais afastado da janela.


Figura 6.7: Esquema tridimensional do efeito de obstrução

sobre um ponto P.


“Um local com grandes janelas dependerá, quase exclusivamente, para sua iluminação, da luz incidente (C.C.

+ C.R.E.), enquanto que outro com janelas de tamanho moderado, cujas superfícies interiores tenham alta

refletância, terá uma contribuição entre luz direta e luz refletida, muito mais significativa” (MASCARÓ, 1975).


Luz Refletida Externa e Interna

Aprofundando o conceito de iluminação natural, toda a luz natural que chega a uma edificação é constituída

por três componentes: luz direta do sol, luz difusa do céu e luz refletida pelo solo e outras superfícies do

entorno construído (prédios vizinhos e vegetação, por exemplo) (Figura 6.8). A luz refletida pode ter grande

influência na iluminação de interiores, principalmente quando as aberturas ( janelas), vêem uma pequena

ou, em casos extremos, nenhuma fração da abóbada celeste.

Figura 6.8: Componente de Luz Diurna com ênfase para a contri-

buição da luz refletida pelo entorno à janela.

Fonte: Curvas obtidas via programa de simulação Daylight (versão

4.1, 1991).

Tanto a cor como a textura das superfícies reflexivas resultam em variações de quantidade e qualidade da

luz refletida. Exemplificando, a superfície externa do tijolo vermelho não só absorve 70% da luz incidente,

como, na reflexão dos 30% restantes, altera o espetro da luz natural.

A participação da luz refletida por superfícies de revestimento do solo próximo às aberturas, na lumino-

sidade do interior de um edifício, poderia ser teoricamente significativa, porém normalmente tem efeito

secundário, pois só chega ao plano horizontal de trabalho após uma sequência de várias reflexões, nas

quais a intensidade luminosa é gradualmente reduzida (MASCARÓ, 1975).

Do ponto de vista da luz refletida internamente, as cores internas dos ambientes são absolutamente fun-

damentais. O que acontece na prática é que muitas vezes o arquiteto não tem controle sobre esta variável

no uso cotidiano dos espaços. O usuário, evidentemente, tem uma interferência decisiva nesta questão,

pois o mobiliário também interfere nesta questão, como falaremos em outra oportunidade.

Do ponto de vista prático, algumas recomendações são importantes: para locais de trabalho, com caráter

laborativo-produtivo e atividades com certa acuidade visual, o teto deve ser sempre claro (preferencial-

mente branco). O teto é a principal superfície de contribuição para a reflexão da luz e para a quantidade

de luz incidente no plano de trabalho. Sob o aspecto quantitativo, de cálculo, adota-se um coeficiente de

reflexão de aproximadamente 70% para ele, o que corresponde exatamente às cores claras. As paredes


também devem ser claras, pois são a segunda superfície importante em termos de contribuição da C.R.I.

Sob o aspecto quantitativo, de cálculo, adota-se um coeficiente de reflexão de aproximadamente 50% para

elas devido ao fato de que normalmente temos móveis, estantes, quadros nas paredes - o que diminui o

coeficiente médio de reflexão. Também do ponto de vista de método de cálculo, as áreas envidraçadas não

são consideradas como superfícies que contribuem para a C.R.I., pois, contrariamente ao que comumente

se acredita, o vidro não reflete muita luz. Por fim, o piso teoricamente estaria liberado em termos de uso

de cores, pois ele contribui muito pouco em termos de luz refletida para a quantidade de luz incidente no

plano de trabalho. Sob o aspecto quantitativo, de cálculo, adota-se um coeficiente de reflexão de aproxi-

madamente 10% ou 20% para ele, independentemente de sua cor real.

Para locais que não têm o caráter laborativo-produtivo mencionado acima, existe uma liberdade muito

maior no uso das cores internas (inclusive o teto), uma vez que o nível de iluminância desses locais não é

um critério de desempenho luminotécnico tão importante assim, tornando os valores de C.R.I.relativos.

Conclusão

Faz-se necessário, então, para se realizar o projeto de iluminação, conhecer os seguintes dados, elencados

do exterior para o interior dos espaços:

1. Valores dos níveis de iluminância da abóbada celeste nas diferentes épocas do ano, horas do dia, orien-

tações e latitudes;

2. Tamanho, distância e fator de reflexão das obstruções exteriores;

3. Valor do nível de iluminação requerido para realização da tarefa visual estipulado pela norma NB 57 da ABNT;

4. Dimensões dos ambientes (variáveis de projeto);

5. Localização, posição e orientação das aberturas para penetração da luz: janelas, clarabóias etc. (dados

de projeto);

6. Tipo de material de vedação das aberturas (vidros, policarbonatos e películas) por meio de seus coefi-

cientes de transmissão luminosa;

7. Zonas de maior interesse e pontos importantes de verificação do desempenho luminotécnico em termos

de “layout” (dados de projeto);


8. Fator de reflexão das superfícies internas - dados de projeto;

9. Fator de sombra47 das aberturas: elementos de controle da luz, definidos em função de aspectos lumi-

notécnicos, de conforto térmico e estéticos;

10. Coeficiente de manutenção - perdas de luz pela redução da transmissão luminosa das aberturas devido

à sujeira;

11. Complementação da luz diurna lateral com bilateral, zenital ou mesmo artificial, nos casos em que for

necessário.

6.1.1 Desempenho luminotécnico de diferentes tipologias de aberturas lateraisComo foi dito antes, as janelas tiveram grande importância na determinação da forma, do caráter e estilos

dos edifícios. “Desde a janela sem vidros, própria dos castelos da Idade Média, até os chamados panos de vidro

de hoje, foi percorrido um grande caminho. Em cada período, o desenho da janela esteve determinado por

considerações sociais, tecnológicas e econômicas, além dos requisitos estritamente luminotécnicos. Através

do tempo, as necessidades de segurança, as limitações estruturais e o tamanho dos panos de vidro possíveis

de serem fabricados tiveram também seu papel determinante” (MASCARÓ, 1975).

Em edifícios iluminados lateralmente, as janelas governam o total da luz diurna. Quanto maior a área envi-

draçada, maior a quantidade de luz admitida. Mas a quantidade de luz recebida em um ponto de referência

dependerá não somente do tamanho, como também da situação da janela em relação a este ponto. A ilumi-

nação que vai de uma fonte pontual até uma superfície plana varia inversamente ao quadrado da distância

entre a fonte e o ponto. A combinação do inverso da lei do quadrado e a lei do cosseno é uma influência

óbvia sobre o desenho da janela. Se considerarmos, por exemplo, o nível de iluminação necessário para

uma tarefa visual a ser realizada sobre um plano horizontal, situação típica da maioria dos locais, veremos

que quanto maior a altura da janela sobre este plano de referência maior será a componente celeste (C.C.)

obtida, mantendo-se iguais as outras componentes (de reflexão externa, C.R.E., e interna, C.R.I.). Esta mesma

área de vidro colocada no teto, sobre o ponto de referência, contribuirá com mais luz do que se a tivéssemos

colocado à mesma distância do plano de trabalho, mas em posição vertical.

47 O Fator de Sombra (FS) é a redução do espectro visível da radiação solar. Para conforto térmico, o coeficiente de correção correlato é o Fator Solar, que é a redução do espectro total da radiação solar (ultravioleta + visível + infravermelho).


Localização e Forma das Janelas

Muito do sucesso de uma boa iluminação lateral se baseia na adequada localização das janelas em rela-

ção ao interior e nas características que cada tipo de fechamento tem, analisados do ponto de vista da

iluminação. Descrevemos a seguir alguns dos aspectos da iluminação oferecida por formas e disposições

típicas de janelas. As ilustrações foram desenvolvidas em programa do simulação computacional Daylight,

considerando algumas combinações:

• Janelas altas e baixas;

• Janelas altas e estreitas;

• Janelas largas e horizontais;

• Janelas em paredes opostas;

• Janelas em paredes adjacentes;

• Janelas em sacada;

• Efeito das obstruções externas;

• Efeito dos brises (quebra-sóis).

Uma observação importante para qualquer um desses casos é que os peitoris envidraçados abaixo do plano

de trabalho (normalmente a altura de uma mesa: 0,85 m) não contribuem para a iluminação do local, pois

não se consideram as áreas envidraçadas colocadas abaixo deste nível, para o cálculo da iluminação natural.

A razão disso é que como a luz que penetra por esta parte da abertura está abaixo do plano de trabalho ela

dificilmente incidirá sobre ele e, portanto, não contribuirá para a quantidade final de luz nele resultante.

Essas áreas só são consideradas no cálculo de conforto higrotérmico, de ventilação natural e acústica.


Janelas altas e baixas

Figura 6.9A (esquerda) e 6.10A (direita) Distribuição de curvas isolux em planta.

Fonte: Curvas obtidas via programa de simulação Daylight (versão 4.1, 1991).

Figura 6.9B (esquerda) e 6.10B (direita) Distribuição da luz em corte longitudinal passando pela janela.


Figuras 6.9C (esquerda) e 6.10C (direita) Vistas internas das paredes.

Fonte: Dados de entrada para análise via programa de simulação Daylight (versão 4.1, 1991).

Figura 6.9A janela com peitoril de 1,80 m e 6.10B (esquerda) Janela com peitoril de 1,80 m - Distribuição de

curvas isolux em planta.

Figura 6.9B janela com peitoril de 0,90 m e 6.10B (direita) janela com peitoril de 1,80 m Distribuição da luz

em corte longitudinal passando pela janela.

Figuras 6.9C janela com peitoril de 0,90 m e 6.10C (esquerda) janela com peitoril de 1,80 m Vistas internas

das paredes.


Janelas mais baixas propiciam uma iluminação mais próxima delas.

As janelas altas propiciam uma maior profundidade na distribuição da luz natural, em função da relação

entre a altura do piso e o limite superior da janela (maior na fig.6.10 que na 6.9), e também melhoram um

pouco a uniformidade, pelo fato de se diminuir os níveis de iluminância mais próximos à abertura, e por

aumentar a reflexão interna das paredes, uma vez que a luz é levada mais para o fundo do ambiente. Janelas

altas e contínuas, recuadas ou não até o interior da fachada, permitem reduzir a área visível da abóbada

celeste que pode provocar ofuscamento.

A localização da borda superior das janelas tão perto do forro quanto possível incrementa a superfície

refletora do mesmo e diminui as áreas escuras que a rodeiam. A uniformidade da iluminação melhora

notavelmente, quando a borda superior da janela está situada a uma altura igual a, pelo menos, metade da

profundidade do local que contém a janela.

Figura 6.11: Conjunto Residencial Berlin, Londres Iluminação Unilateral.



Janelas altas e estreitas

Figura 6.12A ( janela única) e 6.13A ( janelas separadas com mesma área da janela única) Distribuição de curvas isolux

em planta.


Figura 6.12B ( janela única) e 6.13B ( janelas separadas com mesma área da janela única) Distribuição da luz em corte

longitudinal passando pela janela.


Figura 6.12C ( janela única) e 6.13C (anelas separadas com mesma área da janela única) Vistas internas das paredes.


Como pode mostram as figuras acima, com uma mesma área de janela dividida em duas janelas em série

podemos ter as seguintes situações:


Figura 6.14ª: Distribuição de curvas isolux em planta

( janelas altas e estreitas).

Fonte: Curvas obtidas via programa de simulação Dayli-

ght (versão 4.1, 1991).

Figura 6.14B: Distribuição da luz em corte longitudinal

passando pela janela ( janelas altas e estreitas).

Fonte: Curvas obtidas via programa de simulação Dayli-

ght (versão 4.1, 1991).

Figura 6.14C: Vistas internas das paredes ( janelas altas e

estreitas).

Fonte: Dados de entrada para análise via programa de

simulação Daylight (versão 4.1, 1991).

Figura 6.15: Biblioteca da Faculdade de Arquitetura

da Architecture Association, Londres.



• Se as janelas em série estiverem muito separadas entre si, “a distribuição da luz, paralela à parede que

contém a janela, é inadequada, e as áreas de piso e parede entre as janelas podem aparecer bem mais

escuras” (MASCARÓ, 1975).

• Porém, se as janelas não estiverem muito separadas, a distribuição será melhor, mais uniforme, atingindo

uma maior área útil do plano horizontal.

Janelas largas e horizontais

Figura 6.16A ( janela larga horizontal) e 6.17A ( janela larga e contínua) -Distribuição de curvas isolux em planta.


Figura 6.16B ( janela larga horizontal) e 6.17B ( janela larga e contínua) - Distribuição da luz em corte longitudinal pas-

sando pelo meio do ambiente.



Figuras 6.16C ( janela larga horizontal) e 6.17C ( janela larga e contínua) - Vistas internas das paredes.


Em ambientes com janelas largas e horizontais as curvas isolux seguem uma forma de elipse alargada, para-

lela à parede da janela. As janelas desse tipo formando panos contínuos alargados, são usadas em oficinas

grandes e profundas, são usadas também junto com uma iluminação artificial complementar, quando se

deseja restringir a admissão da luz solar direta e obter um melhor balanceamento entre a luz diurna e a

artificial complementar, figura 6.18 e 6.19.

Janelas largas e horizontais situadas na parte superior da parede produzem faixa de luz diurna paralela à

parede que as compõem, porém bastante alargada, até o fundo do local. “Com semelhantes janelas em

apenas um lado, a área logo abaixo das mesmas fica pobremente iluminada, criando-se ali um contraste

desagradável de luminâncias, com a visão da abóbada celeste luminosa através das janelas” (MASCARÓ,1975).

Dissemos que, como regra geral, as superfícies envidraçadas grandes e contínuas, estendidas ao longo do

local, dão uma distribuição mais uniforme da luz diurna do que as janelas separadas por áreas de parede.

Figuras 6.18 e 6.19: Edifício

Av. Nações Unidas. Edifício

de escritório em São Paulo.

Janelas em fita.

Fonte: Arqta. Joana Carla

Soares Gonçalves.


A arquitetura de pós-guerra utilizou intensivamente os grandes panos de vidro. Só há muito pouco tempo,

é que esta posição começou a ser questionada, sob o pretexto de que esse tipo de janela contínua produz

problemas de ofuscamento e excesso de ganhos térmicos, figura 6.20.

Figura 6.20: Edifícios modernos em vidro com problemas térmicos e de ofusca-

mento em climas tropicais.


Janelas em paredes opostas

Figura 6.21A (esquerda) e 6.22A (direita) Distribuição de curvas isolux em planta.



Figura 6.21B (esquerda) e 6.22B (direita) Distribuição da luz em corte longitudinal passando pelo meio do ambiente.


Figuras 6.21C (acima) e 6.22C (direita) Vistas internas das paredes.


Nas figuras 6.21 as janelas estão em paredes opostas com peitoris iguais, e na figura 6.22 um deles possui

peitoril mais alto.

Ambientes com duas ou mais janelas são melhores iluminados do que aqueles com somente uma janela.

Ambientes com janelas em paredes opostas podem ser mais bem iluminados do que os ambientes com

duas janelas dispostas em paredes adjacentes, dependendo da forma e das dimensões do ambiente. Em

ambientes com duas janelas, o efeito de uma se soma ao da outra, aumentando os níveis de iluminâncias

e melhorando a uniformidade. Janelas opostas também reduzem o ofuscamento, pela diminuição do

contraste entre janela e fundo, através da iluminação das paredes que as contêm pela luz proveniente da

janela oposta. Quando uma das duas janelas for alta, diminui-se o ofuscamento e se melhora também a

uniformidade, figuras 6.21 e 6.22, benefício ainda maior é alcançado com as duas altas.

“Uma disposição da janela em local relativamente pequeno, permite iluminar as paredes opostas e reduzir os

contrastes de luminância, mas, em certos casos, como, por exemplo, em uma sala onde os locais de trabalho

são fixos ou os alunos são obrigados a prestar atenção em determinada zona de demonstração, as janelas


tendem a distrair os alunos do fundo, porque elas multiplicam as zonas de interesse ao se aumentarem as

áreas envidraçadas. A complementação com janelas altas ou iluminação zenital oferece resultados mais

adequados” (MASCARÓ,1975).

Como vemos, dependendo da profundidade do local, pode ser conveniente complementar a iluminação

unilateral com bilateral por meio de janelas, geralmente localizadas na parte superior da parede, para

melhorar a iluminação nas zonas menos favorecidas bem como melhorar a uniformidade e distribuição da

iluminação. Esta complementação também pode ser feita com bastante eficácia com a iluminação zenital

(que não deixa de ser “uma janela alta”). Ambas as situações são ilustradas na figura 6.23.

Figura 6.23: Exemplos de iluminação

lateral e zenital complementar.

Fonte: MASCARÓ, 1975.

Janelas em paredes adjacentes

Figura 6.24: Janelas no centro das paredes (adjacentes).

Fonte: Curva obtida via programa de simulação Daylight

(versão 4.1, 1991).


Figura 6.25: Janelas próximas a um mesmo canto (adja-

centes).


(versão 4.1, 1991).

Figura 6.26: Uma janela no centro, outra no canto (adja-

centes).


(versão 4.1, 1991).

Figura 6.27: Janelas próximas a cantos opostos (adjacen-

tes).


(versão 4.1, 1991).

Em ambientes com duas janelas em paredes adjacentes, a segunda janela diminui a deficiência do nível

de iluminância no fundo da sala e também a uniformidade. “Estas janelas, em locais quadrados, dão boa

penetração de luz, a menos que sejam estreitas e estejam situadas perto de um mesmo canto no ambiente”

(MASCARÓ. 1975) (Figuras 6.24 e 6.25). Pode-se chegar a posições das duas janelas com resultados bastante

satisfatórios, principalmente quando a janela da parede maior estiver posicionada mais para o fundo do

ambiente (Figuras 6.26 e 6.27).

Janelas adjacentes também reduzem o ofuscamento, pela diminuição do contraste entre janela e fundo,

através da iluminação das paredes que as contêm pela luz proveniente da janela oposta.


Figura 6.28: Janelas adjacentes com peitoril de 0,90 m.


(versão 4.1, 1991).

Figura 6.29: Janelas adjacentes: a da parede menor com

peitoril de 0,90 m e a maior com peitoril de 1.8 m.


(versão 4.1, 1991).

Em ambientes com duas janelas adjacentes, a conveniência de se ter uma delas ou as duas com peitoris

maiores estará em função da maior das duas dimensões do ambiente. Normalmente, é interessante e

conveniente que a janela da parede maior, tenha também peitoril maior, pois desta forma melhora-se a

uniformidade e diminui-se o ofuscamento (Figuras 6.28, 6.29 e 6.30).

Figura 6.30: Biblioteca da Faculdade de Economia e

Administração da USP: iluminação bilateral adjacente.



Janelas em sacada

“As janelas em sacada oferecem uma boa quantidade de luz na área da sacada, mas, por outro lado, a

penetração da luz diurna pode parecer inadequada, a menos que a janela seja muito alta, por causa do

corte produzido pela parte superior da sacada “(MASCARÓ, 1975). Elas também propiciam uma maior área

iluminante e, portanto, melhoram os níveis de iluminância resultantes (Figuras 6.31, 6.32 e 6.33).

Figura 6.31: Janelas em sacada.

Fonte: MASCARÓ, 1975.

Figura 6.32 Bay-window, residência Miami.



Figura 6.33: Janela em sacada da Tate Gallery, Londres.


Em ambientes com três janelas, a terceira (a da parede maior) será mais ou menos interessante quanto mais

comprido for o ambiente e deverá estar centralizada (Figura 6.34). Caso o ambiente, além de comprido

seja largo, esta terceira janela poderá ser mais alta, melhorando, desta forma, a uniformidade (Figura 6.35).

Figura 6.34: Ambiente com três janelas com peitoris iguais

a 0,90 m.


(versão 4.1, 1991).


Figura 6.35: Ambiente com três janelas sendo a da parede

maior com peitoril igual a 1,80 m.


(versão 4.1,1991).

Obstruções Externas

A distribuição da luz diurna, que chega através das janelas, está condicionada também pelas característi-

cas das obstruções exteriores. As obstruções externas reduzem a profundidade de penetração da luz nos

ambientes, diminuindo a ocorrência e a intensidade de ofuscamentos. Quanto maiores e mais próximas

das aberturas, mais elas reduzirão esta profundidade. Elas afetam também a distribuição das curvas isolux,

em planta, dependendo de suas posições relativas às janelas.

Figura 6.36: I luminação unilateral sem obstrução externa

- Distribuição da luz em planta.


(versão 4.1, 1991).


Figura 6.37: I luminação unilateral com obstrução de 50%

da abertura - Distribuição de luz em planta e implantação.


(versão 4.1, 1991).

Figura 6.38: I luminação unilateral com obstrução de 100%

da abertura - Distribuição de luz em planta e implantação.


(versão, 4.1, 1991).


Efeito dos brises (quebra-sóis)

Figura 6.39: I luminação unilateral sem obstrução externa

- Distribuição da luz em planta.


(versão 4.1, 1991).

Figura 6.40: I luminação unilateral com brise de 1,5 m -

Distribuição da luz em planta.


(versão 4.1, 1991).

Assim como as obstruções externas, os brises reduzem a profundidade de penetração da luz nos ambientes

e melhoram a uniformidade, pois ajudam a diminuir o ofuscamento na medida em que diminuem os altos

valores de iluminância próximos às aberturas (Figuras 6.39 e 6.40).

6.1.2 Elementos arquitetônicos de captação e controle da luz lateral“Em primeiro lugar, deve-se compreender que a redução do tamanho da janela não reduz, necessariamente,

o ofuscamento, a menos que se mude também a localização da janela no ambiente (se ele estiver também

relacionado com a localização da janela, porque uma redução do seu tamanho pode também reduzir a ilumi-

nância total do local. O efeito do ofuscamento, em um local com janelas muito grandes, é diferente do de um

local com janelas pequenas. Neste último caso, o ofuscamento deve-se principalmente aos contrastes entre a

visão da abóbada celeste e a do entorno; no primeiro caso, relaciona-se mais com o efeito de saturação. Nota-se

também o fato de que as janelas grandes, frequentemente, dificultam a proteção da visão direta de grandes

áreas da abóbada celeste de alta luminância.

Ofuscamento e tamanho das janelas

Aliados aos principais fatores de controle do ofuscamento, como a luminância da abóbada celeste em relação

ao observador e as condições de adaptação do local, existem efeitos secundários que podem ser eliminados


(ou atenuados) pelo desenho detalhado das janelas e de seu entorno imediato. O princípio básico é reduzir

os contrastes, entre ambos e com a luminância da abóbada celeste (como ela é vista através da abertura).

Devem ser evitados marcos e divisões escuros e volumosos. Chanfrando os bordos do vão e pintando-os

de cor clara, obtém-se uma área de luminância média entre a abóbada celeste e o interior do local.

Cabe mencionar aqui que, nos edifícios construídos tradicionalmente nos séculos passados, a espessura

das paredes e os chanfros projetados em seus vãos ofereciam um excelente sistema de graduação entre as

luminâncias exteriores e interiores, figura 6.41. “Os novos sistemas construtivos, com suas paredes delga-

das e seus finos montantes de caixilho, oferecem um passo muito brusco entre exterior e interior, criando

problema de contraste e, portanto, ofuscamento” (MASCARÓ, 1975).

Figura 6.41: Casa Bandeirista, Butantã, São Paulo - Detalhe da janela.


Uma vez que a incidência de sol direto no plano de trabalho torna-se uma condição absolutamente inad-

missível para o desenvolvimento de atividades laborativas, produtivas e que exigem acuidade visual média

e alta, uma vez que causa contrastes excessivos e, consequentemente, cansaço visual, queda de rendimento

e produtividade no trabalho e até diminuição da capacidade visual orgânica dos indivíduos, a incorporação

pela Arquitetura de elementos e artifícios de controle - sombreadores - torna-se também imprescindível.

E não podemos esquecer que os ditos elementos de controle, denominados para a área de iluminação

natural como “fatores de sombra”, cumprem também a dupla condição de controle de luz e calor.


O esquema da figura 6.42 ilustra as principais estratégias e artifícios para o controle da luz natural nos edifícios.

Figura 6.42: Diferentes estratégias de ilumina-

ção lateral:

1-Pátio interno; 6-Duto de luz; 11-Refletores externos – brises;

2-Átrio; 7-Clerestory; 12-Sombreador interno e/ou externo;

3-Bandeja de luz; 8-Refletor interno; 13-Vidro reflexivo;

4-Parede refletora; 9-Elemento prismático; 14-Isolação térmica transparente.

5-Shed; 10-Superfície inclinada e reflexiva;

Fonte: European Commission, 1994.

Quebra-sóis

Com relação à disponibilidade de luz natural associada à necessidade de controle da insolação direta, na

maior parte das vezes centrada nas questões de conforto térmico, percebe-se uma inevitável diminuição

da incidência da luz difusa. Essa problemática é mais grave em países de altas latitudes, onde a abóbada

celeste é menos luminosa, fazendo de cada parte do céu não “vista” a partir de um ponto do espaço interior

uma perda na luminosidade, figuras 6.43 e 6.44.


Figura 6.43 e 6.44: Edifício de

escritório, Londres - Fachadas com

brises.

Arqta. Joana Carla Soares Gonçalves.

As figuras acima ilustram brises corretamente projetados, considerando-se a alta latitude do lugar (52ºN)

para controlar a incidência de sol direto e ao mesmo tempo permitir a entrada da luz difusa.

A forma, o tamanho, a posição e o material dos artifícios de sombreamento dependem diretamente do

clima, do uso da edificação e da origem da luz a ser excluída: direta, difusa, com ângulos baixos ou altos

dependendo da hora do dia, da orientação da fachada e da época do ano. A presença de estruturas blo-

queadoras de raios solares é entendida por alguns profissionais da área como sendo uma “poluição visual”.

Neste sentido, aconselha-se a instalação de sombreadores nas fachadas acima da altura dos olhos, deixando

desobstruídas as regiões mais baixas das janelas.

Os protetores solares, conhecidos internacionalmente como brise-soleil, aparecem em três tipologias em

relação ao seu posicionamento na fachada:

• Externos: fixos e reguláveis (manualmente e por sistemas automatizados), (Figuras 6.45 a 6.48);

• Internos: essencialmente reguláveis manualmente (ex. cortinas e persianas) e

• Incorporados dentro da própria envoltória da fachada: micropersianas fixas e reguláveis (manualmente

e por sistemas automatizados) e películas internas ao vidro.

Figura 6.45: ABI Associação Basileira de Imprensa, Rio

de Janeiro.

Arquitetos: MM Roberto: brises verticais fixos.



Figura 6.46: Edifício do Banco do Brasil na Av. Nações

Unidas, São Paulo.

Arquitetos: MM Roberto: brises verticais fixos e janelas

em fita.


Figura 6.47: Palácio Gustavo Capanema, Rio de Janeiro. Arquitetos: Oscar Niemeyer,

Lucio Costa, Afonso Reidy, Carlos Leão, Jorge Moreira e Ernani Vasconcelos - consulto-

ria Le Corbusier.

Fonte: Arqta.Joana Carla Soares Gonçalves.

Brises verticais fixos e horizontais reguláveis

Os bloqueadores externos de sol são os mais eficientes quanto à redução de incidência de radiação direta

de ondas de calor, na medida em que impedem o acesso da radiação solar direta no interior do ambiente e,

consequentemente, bloqueiam o contato dos raios diretos do sol com a superfície transparente da janela.

Ao lado das vantagens ambientais e energéticas, esse recurso contra a entrada da luz direta exerce um peso

significativo na estética da fachada e na manutenção do edifício.


Figura 6.48: Faculdade de Economia e Administração/

USP - brises verticais fixos.


Em contraposição, os bloqueadores internos de luz, apesar de também protegerem os usuários dos efeitos

de ofuscamento e da ação direta dos raios solares, não são ideais para regiões de clima quente como o são

para climas frios, pois permitem a entrada dos raios solares no ambiente. Somado a isso, também dificultam

a saída do ar interno, mesmo estando as janelas abertas, e ainda transmitem parte do calor recebido para

o espaço interno.

Quanto às vantagens, entre elementos externos e internos, pode ser dito que os bloqueadores internos

são mais econômicos que os externos, mais fáceis de serem regulados às angulações do sol e garantem

maior privacidade. Com relação às proteções incorporadas à pele da fachada, essas são resultado de uma

tecnologia mais sofisticada e cara do ponto de vista de produção dos componentes - o que pressupõe

também uma Arquitetura de alta sofisticação tecnológica.

A respeito da eficiência das proteções, os raios de sol de inclinações elevadas são facilmente excluídos

por proteções horizontais externas. Na maioria dos casos, essas proteções são mais eficientes quando a

extensão do elemento bloqueador é maior que a largura da janela.

Os raios de baixa inclinação, pela sua profundidade de alcance, são os mais difíceis de serem barrados. Por essa

razão, as fachadas leste e, principalmente, a oeste são as mais difíceis de serem devidamente protegidas. As

estruturas verticais são as mais indicadas para esses casos. Uma marcante diferença entre os sombreadores

horizontais e verticais está na comunicação com o exterior. Os protetores verticais restringem o ângulo de

abertura de visão do horizonte exterior, diminuindo, consequentemente, a incidência de luz difusa do céu,

mais do que os horizontais, que por sua vez, ao fecharem bastante o ângulo de visão vertical, valorizam a

profundidade da perspectiva do horizonte exterior, figuras 6.49 e 6.50.


Figura 6.49: Hall multiuso, Expo-98, Lisboa. SOM -

Skidmore Owing & Merrils.


Brises horizontais altamente difusores.

Figura 6.50: Janela Copacabana, Rio de Janeiro.


Em fachadas orientadas para os quadrantes leste ou oeste, sombreadores horizontais - em forma de venezia-

nas, por exemplo, para serem eficientes na proteção contra o sol, seguindo a tipologia da janela Copacabana

- precisam ter uma projeção quase que totalmente fechada para o céu, em função dos ângulos baixos dos

feixes dos raios solares. Os verticais, por sua vez, podem ser parcialmente abertos, refletindo para dentro

do espaço projetado a luz difusa, incidente de outras orientações, como a vinda do sul e ao mesmo tempo

bloqueando os raios vindos do leste ou oeste.

Em qualquer situação de clima, céu ou função do edifício, a melhor opção de proteção contra o sol direto

é o uso de sombreadores reguláveis, sejam eles horizontais ou verticais, apesar de serem mais caros que os

fixos (tanto do ponto de vista de custos de instalação quanto de operação e manutenção), além do risco de

não serem corretamente manipulados pelo usuário. Permitindo uma maior visão do céu em dias nublados e


sendo reguláveis de acordo com o ângulo dos raios solares, esses sistemas não excluem desnecessariamente

visões de partes do céu ou do exterior. Sombreadores reguláveis exercem a dupla função de bloquear os

raios solares e participar dos sistemas de ventilação cruzada.

Da mesma maneira que bloqueiam o sol, sistemas de venezianas reguláveis, incorporadas tanto no exterior

como na face interior das janelas, são capazes de refletir pelas suas faces superiores a luz difusa para o teto,

estendendo o alcance da iluminação até as partes interiores mais distantes da janela. Este efeito, tipo “ban-

deja refletora de luz”, é maximizado pelo tratamento dado a essas faces, como, por exemplo, revestimento

em cores claras ou materiais reflexivos.

A tecnologia contemporânea desenvolveu mecanismos reguláveis e automatizados, respondendo não

somente às constantes mudanças dos ângulos solares, mas também aos graus de temperatura externa e

de intensidade luminosa, garantindo a eficiência e a precisão do controle. Porém, além do custo, existem

outros fatores de relevante complexidade, envolvidos na questão da automação, como a ausência da par-

ticipação do usuário na determinação das condições de conforto do seu ambiente e a dependência total

do edifício em relação aos sistemas eletrônicos, figura 6.51.

Figura 6.51: Commerzebank, Frankfurt, arquiteto Norman Foster. Fachada com brises

internos aos vidros - controle automatizado.

Fonte: European Commission.

A arquitetura art-noveau dos anos 30 e 40, no Rio de Janeiro e em São Paulo, vista principalmente nos

edifícios residenciais da zona sul da cidade e nos bairros de Higienópolis e Bela Vista, respectivamente,

demonstra com elegância e habilidade o conhecimento na manipulação dos mecanismos de proteção

solar em simples sistemas de abertura de folhas de janelas (Figuras 6.52, 6.53 e 6.54).


Figuras 6.52 e 6.53: Edifício residencial, São Paulo.

Detalhe da fachada com elementos de controle móveis,

horizontais, incorporados à janela.

Fonte: Fotos cedidas por Alexandre Rosenthal.

Figura 6.54: Edifício Biarritz (residencial), Rio de Janei-

ro. Detalhe da fachada com balcões como elementos

sombreadores.


Bandejas de Luz

Bandejas de luz são estruturas horizontais adicionadas normalmente à parte superior das aberturas laterais,

com a intenção de redirecionar parte da luz direta e difusa incidente para o plano do teto. São observadas

duas interferências na distribuição da luz no interior pela aplicação das bandejas de luz: sombreamento

na parte do interior perto da janela e aumento da iluminância nas partes mais profundas do espaço, por

efeito de reflexão de luz difusa pelo teto, figura 6.55.


Figura 6.55: Queens Building, Queens, Inglaterra. Esquema

ilustrativo de uma bandeja de luz interna.

Fonte: Desenho cedido pelo arquiteto Peter Sharrat.

O potencial de reflexão das bandejas de luz não se resume às faces superiores. As faces inferiores podem

ser articuladas para refletir para o piso interior a luz difusa incidente, refletida pelo plano do piso exterior,

caso este apresente um bom potencial de reflexão luminosa.

As bandejas de luz são mais eficientes quando posicionadas no exterior das janelas do que no interior dos

espaços, exatamente por receberem mais luz pela área da face superior exposta.

Com o uso das bandejas de luz, a quantidade de luz que incide através de uma abertura lateral é natural-

mente reduzida, porém é garantida uma distribuição mais homogênea ao longo do espaço, tendo em vista

o aumento da participação da reflexão do teto.

A luz proveniente das bandejas de luz passa ao menos por duas reflexões. Com a superfície refletora di-

recionada para o forro do ambiente, a luz é refletida da bandeja de luz para o forro e deste para o plano

de trabalho. Na hipótese da face inferior iluminar diretamente o plano de interesse, a luz é refletida an-

teriormente pelo piso exterior até atingir a bandeja. Existem perdas importantes neste processo. Como

o potencial de iluminação das superfícies é diretamente relacionado ao seu brilho, ou seja, à luminância

desta superfície, e existe uma razão π entre a iluminância e a luminância, a cada reflexão o fluxo luminoso é

dividido por π. Outro redutor é o coeficiente de reflexão da superfície, que também deve ser multiplicado

a cada reflexão. Embora o ideal seja altos coeficientes de reflexão, na prática, a própria configuração que as

bandejas normalmente assumem favorece o depósito de poeira e dificulta sua manutenção. Por fim, quando

a superfície é difusora, o desempenho das bandejas está sujeito à lei do inverso do quadrado da distância,

prejudicando sua contribuição principalmente nas áreas mais afastadas da abertura. Estas considerações

não pretendem desencorajar sua utilização, mas alertar quanto a aspectos que devem ser levados em conta

na fase de projeto para um bom resultado.


Devido às diversas perdas mencionadas, a luz solar direta é geralmente mais indicada para um bom apro-

veitamento da luz por reflexão. É mais fácil deixar a face refletora da bandeja exposta à radiação solar direta

que à difusa. Embora haja um potencial significativo da luz difusa, se considerarmos o plano horizontal

desobstruído, as diversas obstruções da abóbada celeste no entorno imediato da bandeja podem tornar

desprezível sua contribuição no plano de trabalho. Já a luz solar direta pode atingir mais facilmente a ban-

deja e, mesmo com grande parcela da abóbada celeste obstruída, seu potencial permanece praticamente

inalterado, se as obstruções não produzirem sombra diretamente na bandeja. Além disso, o alto potencial

energético da radiação solar direta pode compensar as perdas ocorridas no caminho percorrido pela luz

até atingir o plano de trabalho.

O primeiro aspecto refere-se à geometria e ao tratamento da superfície refletora. Se esta for plana e próxima

do difusor perfeito, a distribuição da luz refletida varia pouco e todas as superfícies atingidas receberão

sempre a mesma parcela relativa de luz. Cabe observar que esta parcela é função do Fator de Configuração

da superfície da bandeja em relação ao ponto atingido, estando sujeita à lei do inverso do quadrado da

distância.

Figura 6.56 Superfície Refletora Plana (Difusor Perfeito).

As regiões mais afastadas recebem menos luz que as regiões

mais próximas da bandeja

Fonte: Tips for Daylighting. http://windows.lbl.gov/daylighting/

designguide/designguide.html. Acesso 18/05/2011.

Portanto, embora a distribuição sofra pouca variação, a luminância não é constante nas superfícies banhadas

por reflexão, e as regiões mais afastadas receberão menos luz que as regiões mais próximas da bandeja. Este

fenômeno também depende da relação geométrica entre a superfície refletora da bandeja e a superfície

receptora. Em outras palavras, importa verificar como uma superfície “enxerga” outra no espaço, o que irá

determinar o fluxo luminoso em cada ponto da superfície receptora.


Alterando apenas o tratamento da superfície refletora de difusor perfeito para refletor perfeito, a distribui-

ção da luz refletida não é mais constante. Entretanto, como a lei da reflexão estabelece a igualdade entre

os ângulos de incidência e reflexão, os raios de luz refletidos definem uma região de luminância constante

na superfície receptora, função apenas da posição relativa entre a fonte de luz e as superfícies, figura 6.57.

Figura 6.57: Superfície Refletora Plana (Refletor Perfeito).

Luminância constante no plano banhado por reflexão.

Fonte: Tips for Daylighting. http://windows.lbl.gov/dayli-

ghting/designguide/designguide.html. Acesso 18/05/2011.

Como os raios refletidos são paralelos, a lei do inverso do quadrado da distância não se aplica. Este aspecto

é vantajoso em relação ao difusor perfeito, pois os pontos mais afastados da bandeja, que normalmente

são também os mais afastados das aberturas, podem ser mais bem iluminados se a bandeja de luz for

projetada para tal. Por outro lado, se a fonte de luz for a radiação solar direta, a movimentação aparente

do sol impossibilita direcionar a luz para uma única região no ambiente, se a superfície refletora for plana.

Se considerarmos a superfície refletora curva, obtém-se bons resultados principalmente com a reflexão

especular. Já para a reflexão difusa, esta alteração na superfície influenciará principalmente na distribui-

ção da luminância na própria bandeja, pois sendo variável a inclinação dos raios incidentes, resultará em

diferentes intensidades refletidas.

O mesmo não ocorre com o refletor perfeito, pois os raios refletidos mudam apenas de direção, mantendo a

intensidade. Desta forma, se considerarmos uma bandeja de luz com superfície próxima do refletor perfeito,

trabalhando com a luz solar direta, é geometricamente possível projetar uma superfície refletora em que

os raios refletidos banhem toda a superfície receptora, independente da posição solar.


Embora a concepção de uma superfície em tais condições requeira cálculos relativamente complexos e

possa gerar resultados de difícil execução, como uma superfície de dupla curvatura, diversas aplicações

práticas podem ser aproveitadas se restringirmos o período de insolação e a região a ser atingida por refle-

xão. Desta forma, com a curvatura em apenas uma direção da superfície amplia-se a área de abrangência,

otimizando o desempenho da bandeja de luz, figura 6.58.

Figura 6.58: Superfície Refletora Curva (Refletor Perfei-

to). Maior área atingida por reflexão.

Fonte: Tips for Daylighting. http://windows.lbl.gov/

daylighting/designguide/designguide.html. Acesso

18/05/2011.

Uma dificuldade em posicionar as bandejas para um bom aproveitamento da luz deve-se ao fato dessas

normalmente ficarem próximas à superfície receptora, como o forro do ambiente. Isso prejudica a distri-

buição do fluxo refletido, que fica concentrado nas imediações da bandeja e diminui em direção das áreas

que justamente precisam de mais luz.

Uma boa alternativa pode ser a utilização do peitoril como bandeja de luz, em substituição aos dispositivos

horizontais instalados na parte superior da abertura.

Figura 6.59: Peitoril com Superfície Refletora Hori-

zontal.

Maior possibilidade de ofuscamento.

Fonte: Lam, 1986.

Assim, tem-se um ganho significativo na relação geométrica entre os planos de interesse. Entretanto, deve-

se observar a possibilidade de ofuscamento por esta opção, que pode ser contornada com a inclinação

da superfície (Figuras 6.59 e 6.60).


Figura 6.60: Peitoril com Superfície Refletora Inclinada.

Menor possibilidade de ofuscamento.

Fonte: Lam, 1986.

Superfícies prismáticas

Superfícies prismáticas efetuam a transmissão da luz por refração. A direção dos raios luminosos é alterada

ao passar pelos pequenos prismas de material transparente. O uso de painéis prismáticos, redirecionando

a luz incidente para o teto, melhora sensivelmente a iluminação natural de áreas distantes das janelas, em

espaços onde as aberturas tem pouca visão do céu por efeito de obstruções externas.

Os sistemas prismáticos são muito usados na Europa, com destaque para a Alemanha, onde, devido à alta

latitude, a disponibilidade de luz natural pode ser um problema em determinadas épocas do ano. Sua apli-

cação aparece numa variada tipologia de edificações, como aquelas situadas em ruas estreitas, fachadas de

porões, edifícios industriais, hospitais e casas bioclimáticas. Exemplo marcante e atual desta tecnologia é o

projeto de reabilitação tecnológica (retrofit) do Edifício Sede do Parlamento alemão em Berlin, Reichstag,

do arquiteto Norman Foster.

6.2 Iluminação zenital

6.2.1 Características fundamentaisA iluminação natural zenital tem como uma de suas principais características uma maior uniformidade

de distribuição da luz em relação à iluminação proveniente da lateral do edifício, uma vez que, em geral, as

aberturas estão uniformemente distribuídas pela área de cobertura e suas projeções paralelas ao plano de

utilização ou de trabalho (Figura 6.61).

Outra característica relevante de distinção entre a iluminação zenital e a proveniente da lateral do edifício

é a obtenção pela primeira de maiores níveis de iluminância sobre o plano de trabalho, devido ao fato de

que, em geral, a iluminação zenital conta com o dobro de área iluminante de céu em relação às aberturas

laterais (com exceção da tipologia de sheds).


Figura 6.61 Centro Borges: Shopping e Galeria, Buenos Aires.


Com relação a espaços de grandes dimensões, inclusive em altura, a utilização da luz natural zenital é a

estratégia de projeto mais adequada, por serem estas áreas normalmente destinadas a funções produtivas,

laborativas, que exigem boa uniformidade e quantidade de luz, como, por exemplo, as atividades industriais

(Figuras 6.62 e 6.63).

Figuras 6.62 e 6.63: Galpão do

porto, Montevidéu, Uruguai.

Arqto. Eládio Dieste. Sheds em

estrutura de tijolo.

Fonte: Fotos cedidas pelo Pro-

fessor da FAU/USP Reginaldo

Ronconi.

A iluminação zenital foi, e ainda é, muito utilizada ao longo da história da Arquitetura em grandes espaços

e átrios, atendendo com predominância às funções de circulação, estar, lazer e cultura, sendo que nestes

casos, os aspectos de uniformidade e quantidade de luz não são os fatores mais determinantes na escolha

desta estratégia, mas sim os efeitos da luz como instrumento fundamental da criação e valorização do

espaço, principalmente em seus aspectos de monumentalidade (Figuras 6.64 a 6.71).


Figuras 6.64 e 6.65: Pantheon, Roma - Cúpula

(acima) e hall central (abaixo).

Fonte: Fotos cedidas por Roberta Kronka, dou-

toranda da FAU/USP.

Figuras 6.66 e 6.67: Centro cultural Banco do

Brasil, RJ.

Cúpula (acima) e Hall central de convivência e

exposição (abaixo).


Figuras 6.68 e 6.69: World Trade

Center, Nova Iorque.


Gonçalves.


Figura 6.70 Estação Atocha, Madri.


Figura 6.71: Faculdade de Arquitetura e Urbanismo USP, Salão

caramelo, rampas de circulação e ateliers no último pavimen-

to.


Outro aspecto que merece atenção com relação ao uso da luz zenital é a maior necessidade de manutenção,

porque os elementos utilizados neste tipo de iluminação precisam ser limpos com frequência, devido às

posições de maior inclinação das superfícies iluminantes, diminuindo rápida e sensivelmente a transmissão

da luz (Figura 6.72).

Figura 6.72: Faculdade de Arquitetura e Urbanismo USP

Cobertura zenital em domus - perda de iluminação por falta

de manutenção e deterioração natural do material.



6.2.2 Tipologias de aberturas zenitaisA distribuição da luz no interior de um local iluminado zenitalmente depende fundamentalmente de dois

fatores: da forma das aberturas zenitais e da altura entre o plano de trabalho e o elemento zenital. Os desenhos

das figuras 6.73 a 6.78, apresentadas a seguir, ilustram a influência de ambos os fatores.

Figuras 6.73, 6.74, 6.75, 6.76, 6.77 e

6.78: I lustração das diferentes for-

mas de distr ibuição de luz para as

tipologias teto de dupla inclinação

(superior), lanternim (meio) e sheds

(inferior). Destacam-se as diferenças

de uniformidade em função da variação

de pé-direito.


As distintas tipologias convencionais de aberturas zenitais são:

• Sheds (com superfícies iluminantes a 90º e inclinadas);

• Lanternins (com superfícies iluminantes a 90º e inclinadas);

• Teto de dupla inclinação;

• Domos, clarabóias ou cúpulas.

Os elementos tipo “shed”, “lanternim” e tetos de dupla inclinação são os mais utilizados em edifícios industriais

e estações de transporte (principalmente ferroviárias) (Figuras 6.79 a 6.82). Os domos, clarabóias, cúpulas

e também os tetos de dupla inclinação são muito utilizados em galerias, museus, shoppings, e grandes

espaços de lazer, estar e cultura (Figuras 6.83a 6.86).


Figura 6.79: Sheds galpão industrial, Santo André, SP.


Figura 6.80: Victoria Station, Londres.

Teto de dupla inclinação – acesso principal de embar-

que. Um dos principais exemplos da Arquitetura de ferro

e vidro inglesa.


Figura 6.81: Sheds do Instituto de Pesquisas Tecnológi-

cas (IPT ), São Paulo. Perda de luz por falta de manuten-

ção.



Figura 6.82: Estação de Luz, São Paulo. Um dos paradigmas

da Arquitetura de ferro e vidro no Brasil – 1901.


Figuras 6.83 e 6.84: Iluminação zenital

por cúpulas. Tate Galery, Londres (es-

querda), e Centro Cultural Banco do

Brasil, Rio de Janeiro (direita).

Fonte: Joana Carla Soares Gonçalves.

Figura 6.85: The Galery, Londres. Intervenção do arqto.

James Stirling - hall de circulação e exposição.



Figura 6.86: Pinacoteca do Estado de São Paulo, São Paulo. Intervenção do

arqto. Paulo Mendes da Rocha - clarabóia central do hall de circulação e

exposição.


A luz natural zenital pode ser utilizada para o enriquecimento da qualidade ambiental de espaços semi ou

inteiramente enterrados, como estações de metrô e galerias. Nestes contextos, a luz é o principal agente

de comunicação entre interior e exterior, localizando as pessoas no tempo e no espaço, e sendo propiciada

por sistemas zenitais que se concentram normalmente nos pontos de acesso, circulação e transição entre

os diferentes ambientes (Figuras 6.87 e 6.88).

Figura 6.87: Acesso ao pavimento enterrado do Shopping Hard Rock Café, Bue-

nos Aires.



Figura 6.88: Estação Sé do Metrô, São Paulo. I luminação zenital no cruza-

mento de linhas, alcançando todos os pavimentos do sub-solo.


Características dos diferentes elementos zenitais

Os diferentes tipos de elementos zenitais podem ser comparados entre si, tanto no aspecto referente ao

nível de iluminância, quanto no da uniformidade de iluminação que eles fornecem ao plano de trabalho e

ainda, em relação à características de manutenção e custo.

As características descritas abaixo, para cada um das tipologias zenitais, são direcionadas para ambientes

que têm o caráter produtivo-laborativo e obedecem aos critérios de desempenho a seguir especificados:

• Do ponto de vista da iluminação: a não incidência direta de radiação solar no plano de trabalho para

evitar-se contrastes excessivos e ofuscamento;

• Do ponto de vista da condição térmica (considerando-se as características dos principais climas brasi-

leiros): a não entrada de radiação solar direta no ambiente nos períodos quentes do ano e entrada de

radiação solar direta no ambiente nos meses frios.

Sheds

O elemento zenital tipo “shed” terá melhor desempenho quando orientado a Sul para latitudes compre-

endidas entre 24º e 32º, no caso do Brasil. Nesta condição, fornecerá iluminação unilateral difusa durante

a maior parte do ano, com exceção no período de meados de dezembro a início de janeiro, nas primeiras


horas da manhã e últimas horas da tarde, evitando, portanto, na maior parte do ano, o ofuscamento dos

usuários provocado pela incidência da luz solar direta no plano de trabalho. Mesmo para o referido período

de incidência direta, a penetração do sol será mínima por causa dos grandes ângulos de incidência dos

raios solares, praticamente tangentes à superfície iluminante, aumentando desta forma a reflexão dos raios

solares, figuras 6.89 a 6.94.

Para as latitudes compreendidas entre 0º e 24º S, a orientação dos sheds para sul não usufruirá da vanta-

gem da luz difusa. Desta maneira, para qualquer orientação que eles tiverem, dever-se-á tomar as devidas

precauções para proteção contra a luz solar direta (por exemplo, por meio de quebra-sóis corretamente

projetados ou, então, por meio da escolha de vidros difusores).

Figura 6.89: SESC Pompéia - centro de cultura, esporte e lazer, São Paulo.

Vista aérea dos sheds.

Fonte: Foto cedida por Maria Cristina Savaia Martini.

O elemento zenital tipo shed - com superfícies iluminantes verticais - necessita menor manutenção quando

comparado a outros tipos de aberturas com superfícies iluminantes inclinadas ou horizontais, já que as

superfícies verticais estão menos expostas à sujeira (retirada pela água da chuva). Para manutenção das su-

perfícies interiores e exteriores, devem-se prever acessos (por exemplo, passarelas) projetados para este fim.

“Os elementos zenitais tipo “shed” fornecem uma iluminação em torno de três quartos do valor obtido com

a mesma superfície iluminante localizada continuamente sobre um teto horizontal” (MASCARÓ, 1975).


Figura 6.90: SESC Pompéia - centro de cultura, espor-

te e lazer, São Paulo. Vista interna.

Fonte: Foto cedida por Maria Cristina Savaia Martini.

Figuras 6.91 e 6.92: Sheds com inclinação de 60º e

90º.


Figura 6.93: Vista externa dos sheds - Indústria Brascam,

Santo André - SP.



Figura 6.94: I luminação zenital para indústria Brascam,

São Bernardo, SP.

Requisitos luminotécnicos: bom nível de iluminância e

boa uniformidade.


Lanternim

O elemento zenital tipo “lanternim” caracteriza-se por duas faces opostas e iluminantes, conforme mostrado nas figuras 6.95 e 6.96. Considerando-se os aspectos lumínicos e térmicos para climas quentes como os do Brasil, a melhor orientação para as áreas iluminantes é a N-S, sendo que para a face Sul valem as observações feitas para a tipologia shed e para a face Norte é essencial o tratamento da insolação. Como solução ideal a sugestão seria a colocação de quebra-sol com eficiência de controle da radiação para os períodos quentes associada à utilização de vidros difusores para se evitar o ofuscamento e, ao mesmo tempo, propiciar os ganhos de calor nos períodos frios. Evidentemente, uma definição mais precisa sobre a melhor solução

dependerá de uma análise mais detalhada para cada caso de projeto.

Figuras 6.95 e 6.96: Elementos tipo lanternim,

vertical (acima) e inclinado (abaixo).



As figuras 6.95 e 6.96, acima, ilustram as relações de proporção entre espaçamento dos elementos zenitais

e o pé-direito dos ambientes, relações estas recomendadas para projeto de lanternins, objetivando uma

maior eficiência luminotécnica.

O elemento tipo “lanternim”, com superfície iluminante vertical equivalente a de um teto de dupla inclinação

proporciona entre a metade e a terça parte da iluminação obtida com esses elementos (MASCARÓ, 1975).

Figura 6.97: lanternim, Indústria Antártica, São Paulo.


Teto de Dupla Inclinação, Domus, clarabóias e cúpulas

“O teto de dupla inclinação possui quase a mesma eficiência de um teto horizontal com superfícies envi-

draçadas, em termos do fluxo luminoso utilizável sobre o plano de trabalho para uma mesma superfície

iluminante zenital” (MASCARÓ, 1975). Ambos devem ser utilizados com muito critério e cuidado, em função

da maior vulnerabilidade que apresentam do ponto de vista térmico. Não podemos esquecer que um nível

maior de iluminância (lux) também significa maior ganho de calor e, portanto, problemas térmicos, acar-

retando maior desconforto para o usuário, incremento do uso do ar-condicionado e, consequentemente,

maior consumo de energia (Figura 6.98).


Figura 6.98: Domo do Museu Brasileiro da Escultura.

Arquiteto Paulo Mendes da Rocha.


Figura 6.99: Teto de dupla inclinação.


A figura 6.99, acima, ilustra as relações de proporção entre espaçamento dos elementos zenitais e o pé-

direito dos ambientes, relações estas recomendadas para projeto teto de dupla inclinação, objetivando

uma maior eficiência luminotécnica (MASCARÓ,1975).

Outro aspecto importante desta questão é o fato da maior dificuldade de sombreamento desses elementos

zenitais, o que reduz consideravelmente a iluminância no local. Para resolução do problema térmico, uma

das alternativas é a colocação de elementos de sombreamento sobre a cobertura (como, por exemplo,

grelhas metálicas difusoras).


Figura 6.100: Galeria comercial em Londres.


Figura 6.101: Galeria Vittirio Emanuelle, Milão.


Deve-se lembrar também que tanto essa tipologia quanto as clarabóias, os domos e as cúpulas requerem

maior manutenção devido à posição mais horizontal das superfícies iluminantes.

Os elementos “teto de dupla inclinação” e “domo” não devem ser utilizados no Brasil com áreas maiores que

10% que a projeção da área da cobertura (ou piso).


Quanto aos aspectos de manutenção, os elementos zenitais com superfícies iluminantes horizontais apre-

sentam uma maior dificuldade de limpeza em relação aos elementos com superfícies verticais. Quanto

maior a dimensão do elemento horizontal, maior essa dificuldade.

Figura 6.102: Detalhe do domo do Aeroporto de Stands-

tead, Inglaterra. Arqto. Norman Foster.


Figura 6.103: Biblioteca Nacional de Berlim, arqto. Hans

Sharon, final dos anos 60. I luminação zenital natural em

domos como estratégia fundamental de concepção do

espaço.


Átrios

Os átrios são espaços adjacentes às partes interiores de uma edificação, que combinam sistemas laterais e

zenitais de captação da luz natural (Figuras 6.106 e 6.107). A avaliação do desempenho de átrios na captação

e distribuição da luz é bem complexa, envolvendo orientação e forma da abertura zenital, em combinação

com a geometria interna do átrio e as características de suas paredes laterais e piso.

Paredes laterais de átrios revestidas em cores escuras reduzem sensivelmente a quantidade de luz refletida.

À medida que cresce a profundidade da cavidade, aumenta a importância da reflexão na função de levar

luz natural às partes internas das edificações. Grandes áreas envidraçadas voltadas para o interior de átrios

restringem a capacidade de reflexão de luz para as partes mais baixas.


Como recurso na composição geométrica do volume interior, fachadas internas em forma escalonada

maximizam a visão do céu para todos os pavimentos, seguindo o mesmo princípio aplicado a edifícios

situados em ruas estreitas, com dimensões até vertiginosas, que sofrem problemas de pouca disponibili-

dade de luz natural.

As paredes internas ao átrio, das partes mais altas do mesmo, onde o bom acesso da luz é garantido pela

própria proximidade com a abertura zenital, possuem uma responsabilidade maior com a reflexão para as

partes de médias e baixas alturas. Desta forma, a proporção entre paredes opacas, ou seja, superfícies refle-

xivas e área de transparência determinam o potencial de luz refletida. A proximidade com a abertura traz o

possível risco de ofuscamento por excesso de luz, que deve ser considerado na configuração da abertura

zenital e das partes superiores das fachadas internas, podendo ser evitado, por exemplo, com o uso de telas.

As figuras 6.104 e 6.105, apresentam o edifício sede da concessionária de energia elétrica da Inglaterra, Po-

wergem, considerado um modelo para novos edifícios energeticamente eficientes, utilizando a iluminação

e ventilação natural como estratégias fundamentais do partido arquitetônico.

Figuras 6.104 e 6.105: Edifício sede

d a e m p re s a Powe rg e n , a rq to s.

Benntts Associates, Westwood Bu-

siness Park, Conventry, Inglaterra.

Edifício em construção mostrando

o átrio central (acima) e o edifício

em uso (à direita).


Gonçalves.

Figura 6.106: Átrio de complexo de escritórios, imedia-

ções de Londres.



Figura 6.107: Átrio do edifício de escritórios Victoria

Station, Londres.


O piso inferior do átrio exerce influência fundamental na reflexão de luz para as salas do nível térreo, devendo

também ser tratado em cores claras. Por estabelecerem uma forte relação com a luz refletida, as salas dos

primeiros níveis recebem distribuições de iluminâncias mais homogêneas que os pavimentos superiores.

Dutos de luz

No sistema de dutos de luz, a luz do sol é coletada por espelhos ou lentes e levada, através de várias re-

flexões ao longo de canais verticais (dutos), até áreas de pavimentos inferiores onde o acesso de luz por

meio de fachadas ou coberturas é difícil ou inexistente. Para eficiência deste sistema, é importante o trata-

mento das faces internas do duto em cores claras, maximizando as reflexões da luz natural até a chegada

ao ambiente ao qual ela se destina. Esse mecanismo, funcionando satisfatoriamente para a reflexão da luz

difusa, demonstra um efeito ainda mais eficiente no caso da luz direta captada na extremidade superior

do duto. Dessa maneira, áreas que nunca “veriam” a luz natural, poderiam ser servidas não somente de luz,

mas também, de raios solares.

As figuras abaixo, 6.108 e 6.109, ilustram um projeto de uma escola na cidade de Águeda, em Portugal, cuja

estratégia de projeto para captação da luz natural inclui o uso de duto de luz.


Figura 6.108: Esquema ilustrativo do funcionamento do

duto de luz mostrando a capacitação de luz e sua condu-

ção até o pavimento térreo.

Fonte: GONÇALVES, Helder et alii.

Figura 6.109: Foto ilustrativa da chegada da luz natural

na sala de aula do pavimento térreo através do duto de

luz.

Fonte: GONÇALVES, Helder et al. Edifícios Solares Passi-

vos em Portugal, p. 60.

6.3 Parâmetros de cálculo e dimensionamento da iluminação natural

6.3.1 Iluminação lateralUma primeira aproximação para o correto dimensionamento das aberturas é o pré-dimensionamento

que pode ser feito, levando-se em conta os valores da superfície envidraçada/superfície de piso, indicados na

tabela 6.1.

Estes valores representam os limites entre os quais está assegurado um nível mínimo de iluminação e não

ocorrem excessos de ganhos ou perdas térmicas. Obviamente, este enfoque de “proporção de áreas” só


faz sentido quando estamos nos referindo ao uso da luz natural aplicada a locais de atividades laborativas,

produtivas e com necessidade de acuidade média e alta, como, por exemplo, salas de aula e escritórios.

Para o outro tipo de concepção de luz na Arquitetura, que se refere às atividades de lazer, culto religioso e

estar, a discussão sobre “proporção de áreas” não faz sentido.

Tabela 6.1: Pré-dimensionamento das Aberturas

Fonte: MASCARÓ, Lúcia E. R. de. I luminação Natural nos Edifícios, FAU/USP, s/d.

Caso se queira um dimensionamento mais preciso das aberturas do ponto de vista luminotécnico, o que

seria inclusive necessário para uma etapa mais detalhada do projeto arquitetônico, deveremos adotar algum

outro método para fazê-lo. Estes podem ser gráficos, analíticos ou computacionais.

A seguir, vamos discorrer sobre os aspectos conceituais e quantitativos fundamentais que estruturam

qualquer método existente para dimensionamento de aberturas laterais do ponto de vista da luz natural:

1. A avaliação quantitativa medida em nível de iluminância (lux) de um determinado local deve ser feita

ponto a ponto já que a distribuição da luz natural é muito mutável nos diferentes pontos de um determi-

nado local, principalmente à medida que nos afastamos da janela;

2. Para cada ponto estudado, podem acontecer três condições distintas:

a. Somente contribuição da luz que vem da abóbada celeste chamada Componente Celeste (C.C.), mais

a contribuição da luz refletida que vem das superfícies do local denominada Componente de Reflexão

Interna (C.R.I.);


b. Somente contribuição da luz que vem de obstruções externas denominadas Componente de Reflexão

Externa (C.R.E.) mais a contribuição da luz refletida que vem das superfícies do local denominada Compo-

nente de Reflexão Interna (C.R.I.);

c. Tanto a contribuição da luz que vem da abóbada celeste (C.C.) quanto de obstruções externas (C.R.E.), e

mais a contribuição da luz refletida que vem das superfícies do local (C.R.I.);

Portanto, qualquer método de dimensionamento da iluminação natural deve, nos seus procedimentos de

cálculo, possibilitar a avaliação dessas três contribuições distintas de luz natural:

• A parte da luz que vem da abóbada;

• A parte da luz que vem das obstruções externas;

• A parte da luz que vem por reflexão das superfícies internas.

Outras Variáveis de Cálculo

• Área: Tanto para se estimar a contribuição da luz natural que vem diretamente da abóbada celeste,

quanto aquela que vem por reflexão de obstruções externas e das superfícies internas, a área é uma

variável fundamental. Ou seja, num determinado ponto, quanto maior a área de abóbada celeste visível,

maior será a quantidade de luz proveniente dela e que chega neste ponto. O mesmo raciocínio vale

para a obstrução externa e para as superfícies internas. As áreas de céu visível e de obstrução externa

dependem diretamente da área envidraçada, ou seja, da área efetiva de abertura. Para facilitar os cálculos,

normalmente adota-se “a área de buraco” e, posteriormente, se corrige este valor com um coeficiente

de correção chamado Coeficiente de Caixilho (relação entre área envidraçada e área de buraco);

• Nível de Iluminância da Abóboda Celeste e da Luz Solar Direta: Para a contribuição da luz que vem da

abóbada uma variável fundamental é sua luminância, ou seja, a quantidade de luz que ela emite. Isto

vai depender, evidentemente, do tipo de céu e de clima (portanto, da localidade para a qual estamos

projetando) e da hora do dia e época do ano;

• Cor: Outra variável importante é a cor das paredes, tanto das obstruções externas quanto das paredes

internas do local. Se estamos falando em contribuição de luz refletida (CRE e CRI), estamos nos referindo,

automaticamente, a cores;


• Tipo de material iluminante: Outra variável de cálculo é o tipo de material iluminante utilizado nas

aberturas (vidros, policarbonatos,etc.). É óbvio que quando trocamos o tipo de vidro alteramos auto-

maticamente a quantidade de luz que penetra no ambiente. Esta variável é avaliada pelo coeficiente

de transmissão das superfícies iluminantes. Este dado é encontrado facilmente nos catálogos dos

fabricantes, mas o problema é confiar nos valores apresentados, pois estes nem sempre são corretos;

• Perda de luz por sujeira: Outra variável que interfere nos valores finais de iluminâncias em cada ponto

do local e que deve, portanto, ser considerada nos cálculos, independentemente do método utilizado,

é a perda de luz devido à sujeira da superfície iluminante, dada por um coeficiente de manutenção.

Obviamente, este vai depender da posição do vidro (se na vertical, inclinado ou na horizontal), do tipo

de conservação dada ao local em questão e também da própria atividade, pois algumas podem produzir

muitos poluentes, como, por exemplo, serrarias e alguns tipos de indústrias;

• Perda de luz pelos elementos de controle (sombreadores): Uma última variável de cálculo é a presença

ou não nas janelas de cortinas, persianas ou brises (quebra-sóis), que podem alterar a quantidade de

luz natural que penetra num determinado ambiente. Esta variação é introduzida nos cálculos por meio

de um fator de sombra. O maior problema, do ponto de vista metodológico, é que não existem dados

disponíveis sobre a redução de luz em função das inúmeras e diversificadas tipologias de elementos

sombreadores. Metodologicamente, uma das alternativas que se utiliza é considerar os elementos de

controle como obstruções externas e, portanto, sendo incorporados à variável CRE - Componente de

Reflexão Externa.

Em síntese, podemos resumir o cálculo da iluminação natural por aberturas laterais por meio da seguinte

fórmula:

CLD = (CC + CRE + CRI) .τ . k1.K2. Fs

Sendo:

• CLD = Coeficiente de Luz Diurna (ou F.L.D = Fator de Luz Diurna) que representa a porcentagem da luz

externa disponível que incide diretamente num determinado ponto estudado. Unidade = %;

• CC = Componente Celeste, significando a porcentagem de luz proveniente da abóbada que incide

diretamente num determinado ponto estudado. Unidade = %;


• CRE = Componente de Reflexão Externa, representando a porcentagem da luz externa por reflexão que

incide diretamente num determinado ponto estudado por meio das obstruções externas. Unidade = %;

• τ = Perda de luz devido à transmissão do vidro. Unidade = %;

• k1 = Perda de luz devido à obstrução pelo caixilho, ou seja, pelo fato da área iluminante não ser igual

àquela de buraco (coeficiente de caixilho). Unidade = %;

• K2 = Perda de luz devido à sujeira dos vidros (coeficiente de manutenção). Unidade = %;

• Fs = Perda de luz devido à presença de cortinas, persianas e quebra-sóis (Fator de Sombra). Unidade = %.

6.3.2 Iluminação zenitalDe maneira geral, os parâmetros e conceitos discutidos na seção anterior para iluminação lateral podem

também ser aplicados em iluminação zenital. Entretanto, as peculiaridades já discutidas da iluminação zenital

influenciam em certos aspectos do cálculo luminotécnico, conforme segue:

• Nos locais iluminados zenitalmente, como consequência de uma maior uniformidade de iluminação

obtida sobre o plano de trabalho, são adotados valores médios em lugar de mínimos para o coeficiente

de luz diurna (CLD);

• Como normalmente não existem obstruções, a componente de reflexão externa (CRE) é nula. Entretanto,

em alguns casos como clarabóias, lanternins e sheds, pode haver interferência pelo próprio desenho

do elemento;

• Por ser geralmente aplicada em grandes ambientes, a componente de reflexão interna (CRI) na ilumi-

nação zenital é muito pequena, pois as paredes estão muito distantes umas das outras;

• Embora o ofuscamento provocado pela abertura seja mais bem controlado, a iluminação zenital está

mais vulnerável à penetração solar.

Os coeficientes redutores também apresentam características específicas que por vezes dependem da

tipologia adotada. Por exemplo, para domos, aplica-se o coeficiente de obstrução interna do poço, que é

função do coeficiente de reflexão das muretas laterais e da relação entre a área vertical e a área da base do

poço. Pela dificuldade de acesso, o coeficiente de manutenção poderá ter maior influência, devendo-se

observar os períodos de limpeza e a agressividade do meio.

7 ILUMINAÇÃO NATURAL E ARTIFICIAL: CONSUMO

ENERGÉTICO7.1 Luz e consumo energético

Os sistemas de luz artificial são agentes de peso no consumo de energia total de edificação, principalmente

em edifícios não residenciais. Estudos simulados para áreas de escritórios com 54m2, em três cidades de climas

distintos - Atenas, Londres e Copenhague - indicaram que nos três casos o sistema de luz artificial contribuiu

para 50% do consumo total de energia elétrica. Em cidades de clima frio, edifícios de plantas profundas, com

áreas extensas fora do alcance da luz natural, podem ter um consumo energético para iluminação artificial maior

que o referente ao aquecimento nos meses de inverno. Enquanto que no verão, o excesso de calor gerado pela

luz artificial fatalmente resulta em aumento da demanda energética dos sistemas mecânicos de resfriamento.

Atualmente, metade da energia consumida na Europa e nos Estados Unidos é destinada a edifícios. Em São

Paulo, 40% do consumo de energia elétrica acontece dentro de quatro paredes, ou seja, em edifícios em

que a maior preocupação ainda são as questões de aspecto exterior. Consequentemente, esses índices

podem ser drasticamente reduzidos com a diminuição da dependência dos sistemas artificiais de clima-

tização e iluminação.

Tem-se observado que, em países de clima quente, nos edifícios de uso público (escolas principalmente),

a preocupação com o superaquecimento devido a ganhos de radiação solar direta tem levado ao uso de

proteções solares superdimensionadas. O resultado é o bloqueio do acesso da mínima quantidade de luz

natural requisitada para o cumprimento das tarefas, implicando uso permanente dos sistemas artificiais

de iluminação e consequentes aquecimento e gasto de energia desnecessários.

Não existem muitos exemplos de edifícios não residenciais onde a luz natural pode substituir por completo

os sistemas de luz artificial, mesmo durante as horas do dia. Porém, da mesma maneira, existem poucas

tipologias de edificação onde a luz natural não possa ter uma contribuição substancial. Em hospitais, de 20%

a 30% da eletricidade usada pode ser atribuída à iluminação artificial; em fábricas, 15%, em escolas, de 10%

a 15%. Estes valores não significam que a economia de energia em iluminação artificial nestes exemplos


é menos significativa do que em escritórios (50%). Um hospital ou uma fábrica consome enormes quanti-

dades de energia em outras atividades, como aquecimento, esterilização e funcionamento de máquinas,

fazendo dos valores de 15% a 30% atribuíveis à iluminação, uma economia interessante no consumo de

energia e custos totais da edificação.

Figura 7.1: Biblioteca Nacional de Delft: Holanda. Vista do

elemento zenital com integração com a artificial.

Fonte: Arqto. Gustavo Brunelli.

Figura 7.2: Biblioteca Nacional de Delft: Halanda. Vista

interna.

Fonte: Arqto. Gustavo Brunelli.

Em edifícios não residenciais, o uso da luz natural, em combinação com a artificial, pode alcançar econo-

mias de 30% a 70%, desde que garantido o controle eficiente do sistema e especificação de ponta das suas

instalações (Figuras 7.1 a 7.4). Em casas e apartamentos, o potencial de economia de energia é bem menor,

porém um bom aproveitamento da luz diurna em geral e dos raios solares diretos exerce um importante

e positivo impacto na qualidade dos espaços e vida dos usuários. Projetos desenvolvidos, considerando a

busca da luz natural, chegam a alcançar a iluminância requisitada nos interiores de 80% a 90% das horas

diurnas do ano, economizando consideráveis quantidades de energia elétrica.


Figura 7.3: Ove Arup Partners: Inglaterra. Vista Exterior.

Fonte: Arqta. Alice Hish.

Figura 7.4: Ove Arup Partners: Inglaterra. Vista Interior.

Foto: Arqta. Alice Hish.

O potencial de economia através do uso da luz natural é determinado pelos fatores de localização geográ-

fica, clima, uso e características físicas do projeto.

A tecnologia da transparência, com novos tipos de vidros e sistemas de construção de fachadas, tem acom-

panhado as pressões de uma consciência “verde” de economia de energia e menor impacto ambiental. Nos

trabalhos e propostas de Norman Foster, encontrados para algumas cidades da Inglaterra e Alemanha, são

apresentados, experimentos nessa área, com projetos e ideias de fachadas contínuas de vidro, que regu-

lam a transmissão de luz e calor, evitam condensação e constituem boa barreira acústica. Este é o caso do

Parque Científico e Comercial de Duisburg, na Alemanha.


As responsabilidades futuras para com o meio ambiente natural e urbano, determinadas a poupar as reser-

vas naturais de seu esgotamento e poluição, são as novas metas da tecnologia da nossa sociedade, a fim

de beneficiar e preservar o bem-estar de todos. Segundo o filósofo Michael Foucault, “a tecnologia deve

ser social antes de ser técnica”.

7.2 Iluminação suplementar artificial para interiores

Com o desenvolvimento da Arquitetura na sua multiplicação de funções, na sua concepção e uso do espaço,

novos requisitos em termos de iluminação fizeram-se presentes, principalmente a partir da 2a Guerra Mundial.

Respostas fizeram-se necessárias em relação a todos os fatores que direta ou indiretamente dizem respeito

ao correto desempenho do ambiente sob o ponto de vista da iluminação, tanto natural como artificial.

A partir da 2a Grande Guerra um enorme avanço foi sentido, principalmente com relação à tecnologia da

iluminação artificial. Novas fontes de luz surgiram para responder aos novos requisitos impostos pelo setor

produtivo e de serviços. Se antigamente, sob o ponto de vista econômico, níveis de 300 - 500 lux eram duas

a três vezes maiores do que os considerados economicamente justificáveis, hoje tais níveis são normais

em qualquer edifício devido ao próprio desenvolvimento tecnológico na área (novos tipos de lâmpadas

e luminárias, mais eficientes, mais aprimoradas e de menor custo). Este avanço tem sido mais significativo

nos últimos 10 anos.

Nos dias de hoje, o aspecto da integração entre natural e artificial assume importância cada vez maior,

principalmente nos últimos três ou quatro anos quando se começou no Brasil a falar mais sistematicamen-

te sobre conservação e racionalização do uso de energia elétrica. A partir daí a Iluminação Suplementar

torna-se parâmetro importante de projeto em nossos edifícios.

Para que consigamos um nível de iluminância satisfatório nas partes mais profundas de um ambiente relati-

vamente grande, somente através da iluminação natural; digamos 500 lux para um local cuja atividade é de

leitura e escrita, precisaremos de uma área de abertura muito grande o que nos levaria, automaticamente,

ao problema do desconforto visual, devido aos contrastes excessivos entre áreas próximas e afastadas da

janela, assim como a um provável deslumbramento com relação à visão da abóbada celeste (lembremos

que a adaptação visual será influenciada pela quantidade de céu visível, através das aberturas e pela sua

luminância, assim como pelas condições internas do ambiente). Além desse problema, poderíamos ter,

dependendo da orientação da fachada, um excessivo ganho térmico, o que agravaria as condições internas

de conforto.


Na maioria dos casos, um edifício é incapaz de responder aos problemas da iluminação somente através

da luz natural. Para todo projeto existe a condição natural de utilização do edifício de dia e à noite. Essa

dupla condição de uso é de importância fundamental para a iluminação e tem sido muito pouco estuda-

da. Geralmente, os arquitetos não se preocupam com o modo como o edifício será utilizado à noite, que

características ele assume quando está sob condições totalmente diversas para as quais foi “projetado”.

Como vemos a iluminação artificial pode ser, quando utilizada com critério, um apoio fundamental para a

iluminação natural, apoio muitas vezes indispensável para os casos onde ambas têm que ser utilizadas de uma

forma conjunta48. Dentro da relação entre iluminação natural e artificial, colocaríamos a seguinte premissa

básica: É a luz natural que caracteriza o espaço. A artificial é um apoio necessariamente subordinado a ela.

Esta premissa é realmente polêmica e deve ser relativizada. Primeiro, lembrando-se da condição noturna,

quando a luz natural já não está presente. Segundo, considerando-se casos onde, pelas características do

edifício, a luz natural não pode chegar.

Apesar de tal posicionamento parecer bastante lógico para nós, habitantes dos trópicos, vemos que em

outros países, por exemplo, nos EUA a filosofia que rege tal relação é totalmente oposta a ele. Lá, acredita-se

que as melhores e mais confortáveis condições internas podem ser atingidas muito mais com a iluminação

artificial do que com a natural. A luz natural é considerada um importuno, um aborrecimento que deve ser

eliminado. Esta filosofia foi muito explícita, principalmente até a década de 70, mas a partir da crise mundial

do petróleo, começou a ser gradativamente revista.

Logicamente, tal posição baseava-se numa estrutura social com tecnologia altamente desenvolvida,

mecanicista e artificial e com uma condição econômica que podia arcar com os altos custos que tal visão

acarretava, junte-se a isso, o fato dela se apoiar também em alguns fundamentos climáticos bem definidos.

Acreditamos que nossa realidade seja muito diferente, tanto do ponto de vista tecnológico, quanto econô-

mico e climático. Devemos tomar muito cuidado, pois dentro do imperialismo tecnológico que reina sobre

nós, é muito frequente que princípios alheios aos nossos sejam colocados como sendo os mais corretos.

Se fizermos uma autocrítica, veremos que mesmo para nós a influência da luz natural nos locais de traba-

lho está se reduzindo ao mínimo. As janelas estão começando a ser consideradas simplesmente meio de

48 Assim como a Arquitetura deveria manipular a luz natural de uma forma totalmente diferente do que faz hoje, a iluminação artificial também deveria ser concebida de uma maneira diversa, com novos critérios qualitativos e quantitativos de projeto.


contato visual com o exterior ou elemento plástico-estético de composição de fachada. Não quero dizer

que esses dois aspectos mencionados não sejam importantes. Mas daí a se relegar a um plano secundário

a característica básica da janela é um grande equívoco.

O uso indiscriminado da iluminação artificial tem consequências sérias do ponto de vista econômico, pois

implica em gasto excessivo, desperdício de energia e maiores custos de instalação e manutenção.

Quando abordamos a relação existente entre iluminação natural e artificial, um novo aspecto faz-se presen-

te. Hopkinson (1975) o coloca com muita clareza quando diz: “Quando um local é inteiramente iluminado

pela luz natural, o arquiteto determina muito do caráter do espaço pelo modo como ele desenha e aloca

as janelas... Se, entretanto, ele pode projetar as janelas em função também da iluminação artificial, ele pode

ter uma nova liberdade de expressão, e realizando dessa forma, pode assegurar melhores condições visuais

e ausência de ofuscamento devido ao céu”49.

A Iluminação Suplementar ou Complementar vai exigir uma habilidade muito maior no projetar do que

desenharmos para condições totalmente artificiais.

Na realidade, a concepção dada à iluminação em qualquer projeto tem de ser única, ou seja, a iluminação

natural deve ser pensada juntamente com a artificial para que possamos propor uma solução integrada.

O que, portanto, podemos chamar de desenho integrado deve ter alguns princípios fundamentais que o

regem.

A técnica de se integrar a Iluminação Artificial com a Natureza é denominada Iluminação Artificial Suple-

mentar Permanente para Interiores - IASPI (Permanent Suplementary Artificial Lighting for Interiors - PSALI).

A IASPI é um sistema para integração da luz natural com a artificial no início de um projeto de arquitetura.

Desenvolvido na Inglaterra, no Building Research Establishment, ele se baseia tanto nas considerações

subjetivas da aparência do local assim como na previsão dos níveis necessários de iluminância - os dois

requisitos fundamentais da IASPI que mencionaremos mais detalhadamente a seguir.

A IASPI seria composta, mais claramente, de recomendações que obedeceriam a princípios básicos da

relação iluminação artificial-natural. Apesar disso, muitos aspectos dessa relação ainda exigem estudos

49 Hopkinson, R.G. Architectural Phisics: Lighting, p.303.


intensos, fazendo com que muitos desses sejam determinados ainda empiricamente, através de uma prática

profissional consciente e aguçada.

O princípio básico da Iluminação Suplementar obedece dois requisitos fundamentais:

1. O nível de iluminância necessário e exigido pela função em questão;

2. A relação de luminância entre a parte do local iluminado com a luz natural e artificial. Contrastes que

visam à correta adaptação do olho a duas condições distintas de iluminação. Como síntese desse princí-

pio, Hopkinson (1975) afirma que “a Iluminação Suplementar deve ter um nível suficientemente alto para

estabelecer um equilíbrio de adaptação entre as partes mais iluminadas do ambiente perto da janela e as

artificialmente iluminadas nas partes mais distantes daquela. Esse nível é determinado não necessariamente

somente pela tarefa visual a ser desenvolvida na parte remota do ambiente, mas pela sensação subjetiva

de ajustamento de contrastes”.

Obedecendo tais princípios podemos dizer, portanto, que a IASPI, em síntese, nos possibilita:

a) Um nível constante de iluminação Suplementar;

b) A luz necessária para aumentar a luminosidade aparente do local até um nível que assegure que não há

áreas escuras no ambiente;

c) Uma luminância adequada que contrabalance o desconforto causado pelo céu visível através da janela50.

A solução de um projeto de iluminação suplementar, quando erroneamente interpretado, pode se basear

somente pelo primeiro princípio mencionado acima. Na realidade, a solução do problema vai mais além.

Hopkinson (1975) adverte: “A forma mais simples de se usar a iluminação artificial junto à natural é se prover

uma instalação que possibilite uma uniformidade sobre todo o local, de um nível da mesma ordem do nível

médio da luz natural nas partes melhores iluminadas. Essa instalação é usada durante o dia e durante a noite.

De dia as áreas mais perto da janela receberão uma considerável quantidade a mais que a média, enquanto

que as áreas mais remotas receberão um pouco mais do que o nível possibilitado pela iluminação artifi-

cial.. Contudo essa instalação é pobre, porque ela não requer nenhum desenho especial, nenhum cálculo

50 Hopkinson. Op. Cit., p.304.


mais aprimorado para integrá-la com a luz natural, e nenhuma precaução no seu uso. Ela é simplesmente

ligada, deixada e ignorada. Entretanto, essa solução não muito satisfatória é largamente aceita pela massa

especulativa imobiliária nas grandes cidades em todo o mundo. Essa aceitação passiva tem sido tomada

por alguns, infelizmente como critério de adequação. A verdadeira técnica de integração da iluminação

natural e artificial encontra seu lugar no projeto de edifícios, quando a natureza da atividade visual requer

cuidados no seu planejamento”51.

Quando um determinado local requer iluminação Suplementar ou Complementar (ISC) dois problemas

se fazem presentes. O primeiro, diz respeito a se prover um nível de Iluminância suficiente para tarefa a ser

desenvolvida nos locais mais desfavoráveis, o segundo a tentar resolver o aspecto subjetivo de relação entre

luminância para que as partes iluminadas artificialmente não pareçam mais escuras do que realmente são,

devido à comparação entre a luz natural e a artificial.

Um exame mais cuidadoso dos princípios que regem a Iluminação Suplementar nos mostra que o segundo

aspecto é tão importante quanto o primeiro.

A IAPSI pode ser, de fato, um exercício altamente complexo. Na prática, entretanto, a grande maioria dos

locais de trabalho recaem em padrões razoavelmente simples de luz, sombra, cores e reflexões. Um bom

desenho de iluminação suplementar é possível a partir de conceitos básicos de nível de iluminação e de

distribuição de luz.

Em adição, tem sido possível, pela compilação dos resultados de extensivos experimentos, formular algu-

mas regras empíricas para o desenho da IASPI que parecem, por experiência, dar resultados satisfatórios

na grande maioria dos casos52.

Na relação da Iluminação natural com a artificial devemos nos preocupar com alguns pontos fundamentais:

1) O sistema complementar ou suplementar (SCS) deve manter o caráter do espaço proposto pela ilumi-

nação natural, através:

1.a) De um ajustamento do nível de iluminação do SCS com relação ao nível decorrente da iluminação

natural . Um dos fatores de maior importância diz respeito ao nível de iluminância, devido à iluminação

artificial que é acrescentado ao nível proporcionado pela iluminação natural.

51 Hopkinson. Op. Cit., p.319.52 Hopkinson. Op. Cit., p.152.


No projeto de iluminação suplementar, o nível de iluminância é determinado por considerações psicofí-

sicas de adaptação visual, entre áreas mais e menos iluminadas. Esse estado geral de adaptação visual é

influenciado por todas as áreas dentro do campo visual do indivíduo, incluindo o céu visível pela janela.

Contraste é fundamentalmente uma comparação entre duas condições distintas. Quando o nível de

iluminância proporcionado pelo SCS for insuficiente, os locais mais profundos de um ambiente parecem

escuros em comparação com as partes mais iluminadas perto das janelas. Quando o inverso ocorre e temos

uma alta iluminância decorrente do SCS, nós perdemos a ênfase da iluminação natural; nossos olhos são

alternadamente atraídos pela janela e pela iluminação artificial o que pode resultar num deslumbramento

e cansaço visual.

O nível de iluminância exigido para a iluminação suplementar deverá obedecer uma relação de proporcio-

nalidade com o nível de iluminância devido à iluminação natural. É uma dependência direta com relação

à luminância da abóbada celeste, ou seja, quanto maior a luminância da abóbada, maior deverá ser o nível

de iluminância do SCS.

Quando um nível médio da iluminação suplementar foi determinado haverá ocasiões onde ele parecerá

excessivo (no inverno e em quedas momentâneas do nível de iluminação exterior) ou pobre (no verão,

devido à excessiva luminosidade externa).

1.b) Da Cor: integração entre a luz natural e a artificial. Aqui é fundamental a correta escolha do tipo de

lâmpada a ser utilizada no que se refere à sua reprodução de cor.

Ainda quanto ao aspecto de cor das distintas fontes de luz, Hopkinson (1975) diz: “Alguma coisa pode ser

feita para evitar a marcante diferenciação entre as partes de um local iluminadas essencialmente por luz

natural e aquelas que recebem iluminação suplementar caso tomemos cuidado na escolha das cores das

superfícies desse local e também na decoração”.

Quanto à cor, temos dois aspectos fundamentais: sua aparência de cor e sua reprodução de cor; que não

significam necessariamente a mesma coisa.

Se ao escolhermos a melhor lâmpada para a integração com a luz natural e na sua aparência tal relação foi

muito boa ocorrerá que, ao introduzirmos superfícies cujas cores não estiverem dentro das reproduzidas

pela fonte artificial, ficará marcante a distorção entre luz natural / luz artificial. Hoje já existem no mercado

lâmpadas bastante eficientes neste sentido.


1 - O sistema complementar ou suplementar (SCS) não deve atrair atenção para si durante o dia. A razão disso

deve-se simplesmente ao fato de que, se o usuário perceber com muita evidência a iluminação artificial,

ficará difícil dar a impressão de que esse sistema faz parte da iluminação natural. Evidentemente, temos

de considerar precisamente o significado de “não deve atrair a atenção” no que se refere ao rendimento

do próprio sistema, pois este tem implicações econômicas muito sérias (menor rendimento, maior custo).

Hoje já existem no mercado luminárias bastante eficientes neste sentido.

2 - A distribuição da iluminação suplementar deve ser graduada das áreas mais remotas em relação à janela

para as áreas mais próximas desta. Devemos evitar quedas no nível de iluminação no centro do local, devido

ao fato de que isso reforçaria a artificialidade da situação. A variação da iluminação sobre a área desejada

não deve exceder a proporção entre máxima e mínima de 3:1, embora nas áreas mais próximas de janela

esse valor possa ser ultrapassado.

3 - Uma dificuldade encontrada no Desenho Integrado é o fato de que estamos combinando dois tipos

de iluminação com características de variabilidade totalmente diferentes, ou seja, a iluminação natural -

(variável no tempo) e a artificial (não variável ou com poucas possibilidades de mudança). Daí, concluímos

que, mesmo sendo desejável, a uniformidade nesse caso seria praticamente impossível de ser conseguida.

Na realidade, o que ocorre são as diferenças máximas permitidas para que não tenhamos problemas de

contraste excessivos. O próprio sistema PSALI (Permanent Suplementary Artificial Linghting for Interior)

desconsidera a uniformidade como um requisito necessário a ser cumprido pelo Desenho integrado. Hoje,

com o avanço da tecnologia, já temos sensores de luz que acoplados ao sistema artificial dimerizam-no

para manter o nível de iluminância o mais uniforme possível nas diferentes horas do dia e épocas do ano.

4 - Quanto à distância a partir da qual devemos complementar a iluminação natural, Hopkinson53 coloca dois

critérios, embora afirme que eles não devem ser tomados como regra absoluta. Nada supera ainda a intuição

e a experiência profissional como guias eficientes para resoluções de muitos problemas da Iluminação54.

a) A partir das áreas nas quais o C.L.D. for menor que 2%;

b) A partir das áreas cujo C.L.D. for menor que 1/10 do C.L.D. médio distante a 1,5 m da janela.

53 Hopkinson. Op. Cit., p.153.54 Será que falta pesquisa ou seria simplesmente uma questão entre Sensibilidade e Tecnologia.


Obviamente, tais critérios são colocados em função de uma realidade climática bem distinta da nossa, pois

são propostos para a Inglaterra. Cabe aqui tentarmos transpor tais conceitos para nossa realidade.

a - O C.L.D. de 2% para nosso clima realmente não é um valor excessivo. Afirmaríamos com toda certeza

que tal valor estaria dentro de uma faixa bem aceitável.

Acredita-se que seu valor começa a ficar crítico a partir de 4 ou 5%, logicamente dependendo da atividade

em questão.

Se os países de clima temperado e frio dispõem de um nível de iluminância externo bem inferior ao nos-

so - país tropical, então porque o valor por eles adotados, nesse caso, não é muito mais elevado do que o

nosso? A resposta está exatamente no princípio básico da IASPI, que coloca como requisito fundamental o

controle da luminância da abóbada celeste visível para atingirmos um nível de adaptação visual satisfatório

(contraste entre áreas mais e menos iluminadas), mesmo que isso implique a redução real do nível médio

do C.L.D. local.

Se analisarmos criteriosamente esse princípio, veremos que para nosso caso um C.L.D. igual a 2%, apesar

de absolutamente normal para a iluminação natural, torna-se, segundo o princípio básico mencionado,

demasiado.

Partindo da aceitação de tal princípio, a iluminação artificial deveria ser propiciada a partir de um C.L.D. de

1% a 1,5% no máximo.

b - Tomando por base os dois princípios básicos lançados para a IASPI, afirmamos que a faixa decorrente

da relação 1/10, proposta para o nosso caso, é demasiadamente ampla.

Partindo-se do fato de que possuímos uma maior abundância de luz natural disponível deveremos propiciar

um maior nível de iluminância do sistema suplementar artificial para que o equilíbrio entre luz natural e

artificial seja atingido. Logicamente, para isso precisaremos partir dos pontos que possuem nível de ilumi-

nância maior do que os decorrentes da relação 1/10. Tal afirmação também se fundamenta no princípio da

adaptação visual dentro do ambiente. Neste sentido, arriscariamos a dizer que tal proporção seria maior

que a de 1/10 apresentada.


c - Implicações econômicas sobre as propostas feitas para nossa realidade.

Por outro lado, pelo fato de termos uma luz mais abundante do que os países de climas temperado e frio,

poderíamos contar com mais iluminação natural e menos com a artificial dentro da relação entre ambas,

fato este que seria economicamente melhor, pois pouparia energia. Tal raciocínio, apesar de à primeira vista

parecer lógico e totalmente válido, pode ser enganador.

Dentro do princípio básico de adaptação visual da IASPI (e, portanto, da implícita relação de luminâncias

interiores) e também do segundo princípio básico de proporcionalidade entre níveis de iluminância ex-

ternos e internos, vemos que ao termos um maior E exterior teremos necessariamente que proporcionar

um maior E devido à iluminação artificial (esse último é decorrência direta do primeiro). Ora, isso poderia

significar, nada mais nada menos, que um incremento no uso da iluminação artificial, e portanto, um maior

custo tanto inicial como de operação e manutenção.

O que ocorre na realidade é que a economia do sistema IASPI empregado estaria dependente diretamente

do correto emprego e manipulação da iluminação natural, que é, sem dúvida, a definidora dos próprios

princípios básicos da Iluminação Artificial Suplementar Permanente para Interiores.

d - Implicações do segundo princípio básico da IASPI com o correto desempenho térmico do edifício.

Se do ponto de vista da relação entre iluminação natural e artificial temos necessariamente que minimizar

a área de véu visível, a fim de evitarmos contrastes excessivos entre áreas do ambiente mais e menos ilu-

minadas, temos que isso implica diretamente a reafirmação do uso de elementos de controle da radiação

solar, não só direta, mas também difusa.

Sabemos muito bem que o nosso tipo de clima exige soluções que se preocupem com a correta proporção

entre aberturas e ganhos térmicos, condição “sine-qua-non” para atingirmos as melhores condições de Ha-

bitabilidade dos Edifícios. Portanto, vemos que a Iluminação e o Conforto Térmico se unem para enfatizar

a linguagem de nossa própria Arquitetura, para que ela se fundamente em princípios concretos ditados

por nossa realidade social, econômica, climática e tecnológica.

A qualidade da iluminação depende primeiramente do sistema utilizado. A escolha do sistema de iluminação

a ser empregado é de fundamental importância, pois ele é o elemento definidor da eficiência-desempenho

do ambiente sob o ponto de vista da iluminação. É ele também que vai caracterizar o espaço do ponto de


vista da luz. Ele implica também um consumo de energia (que depende do nível de iluminância do local,

do número de lâmpadas e da forma como são utilizadas), o que significa um custo econômico muitas vezes

bem elevado.

7.2.1 Considerações sobre a aplicação do sistema integradoObserva-se que a integração entre o sistema artificial e natural de iluminação não é tarefa simples, envol-

vendo aspectos qualitativos e quantitativos com comportamento dinâmico e não linear, o que aumenta sua

complexidade. Tal complexidade pode desencorajar o aproveitamento da luz natural em empreendimentos

com poucos recursos. Por vezes, soluções simples como o acionamento manual das luminárias em corres-

pondência com o posicionamento das aberturas ou a escolha adequada do sistema de iluminação somadas

à aplicação de dispositivos de controle da luz natural como brises, prateleiras de luz ou persianas, configuram

um bom resultado.

A iluminação natural interior é resultado da concepção do espaço. O projeto arquitetônico é que determina

o projeto de iluminação natural, sendo inviável considerá-los separadamente. Embora a mesma condição

seja desejável para iluminação artificial, não existe esta dependência direta, mas tanto melhor será o resul-

tado final da obra quanto maior a integração entre as diversas áreas de projeto envolvidas. Em ambientes

onde não existe uma exigência específica de iluminação relacionada à tarefa, como edifícios residenciais

ou áreas de estar, o resultado qualitativo pode prevalecer e a iluminação adequada não se relaciona ao

nível de iluminação atingido, mas à ambiência proporcionada nestes espaços. Por outro lado, quando existe

uma necessidade de luz relacionada à tarefa, geralmente regulamentada por normas ou leis, o aspecto

quantitativo torna-se mais relevante. Aqui, a propriedade sazonal da luz natural apresenta desvantagens

em relação à artificial, além da dificuldade em conseguir uma boa uniformidade, principalmente através

das aberturas laterais. Já a iluminação de museus apresenta peculiaridades em ambos aspectos, tanto em

relação às exigências normativas, que regulam o tempo de exposição das obras de arte, como quanto

à ambiência, e a iluminação natural pode configurar cenários que valorizam as obras (Figuras 7.5 e 7.6).

Portanto, mesmo considerando as limitações decorrentes de cada caso, existe normalmente um grande

potencial de uso da luz natural.


Figura 7.5: Museu Kimbell, 1966: Texas. Arqto. Louis Kahn.

Fonte: BROWNLEE, D. & LONG, D.,1997.

Figura7.6: Yale Center for British Art, New Haven, Connecticut,1969-74.

Arqto. Louis Kahn. Escada no hall da biblioteca.

Fonte: BROWNLEE, D. & LONG, D.,1997.

Como já observado, para o aproveitamento eficaz da luz natural, é imprescindível haver a integração desta

com o sistema artificial de iluminação. Ambos devem estar concatenados para trabalharem em sintonia,

figuras 7.7 e 7.8. Por sua maior facilidade de controle, o sistema artificial deverá adequar-se à iluminação

natural, suprindo e corrigindo eventuais períodos ou áreas onde a luz natural não é suficiente.


Figura 7.7: Biblioteca da London School of Economics:

Londres. Vista Interior.


Figura 7.8: Biblioteca da London School of Economics:

Londres. Detalhe da Iluminação Zenital.


A IASPI propõe delimitar zonas de iluminação com diferentes opções de controle. Desta forma, tanto a

disposição das luminárias como os seus acionamentos deverão estar dimensionados em função destas

zonas, que são definidas pela disponibilidade de luz natural no ambiente. Quatro sistemas de controle

podem ser utilizados:

• Ajuste automático linear contínuo por dimerização;

• Ajuste automático - Liga / Desliga;

• Ajuste automático em estágios - Liga / Desliga;

• Ajuste manual - Liga / Desliga ou dimerização.


Os três primeiros ajustam automaticamente a iluminação através de sensores que verificam o nível de

iluminação necessário no plano de trabalho, ou podem adotar horários pré-programados em função do

período de ocupação, figuras 7.9 a 7.11.

O quarto aplica-se principalmente ao sistema de iluminação local nas estações de trabalho. Neste sistema,

deve-se tomar especial cuidado para evitar o ofuscamento em outras estações, pois normalmente as lu-

minárias locais estão a uma altura mais baixa.

Outros recursos, como sensores de presença, combinados ou não com o acionamento manual, podem

ser convenientes. O sistema de controle adotado influencia o consumo de energia. Entretanto, devem ser

consideradas eventuais perdas de eficiência e da vida útil das lâmpadas para a escolha da estratégia apro-

priada. Neste sentido, cabe destacar a diminuição da vida útil de lâmpadas fluorescentes pelo aumento do

número de acendimentos. Exemplificando, não se recomenda utilizar o sistema liga/desliga para lâmpadas

fluorescentes com sensores de presença em ambientes de pequena permanência, como sanitários. Outro

fator importante a considerar é a diminuição da eficiência das lâmpadas pela dimerização.

Observa-se que o sistema de controle Liga/Desliga em estágios pode equivaler ou até ser mais econômico

que o sistema dimerizado, figura 7.12. No primeiro, não existe perda de eficiência das lâmpadas, mas no

segundo o ajuste ao nível de iluminação é mais preciso. O sistema Liga/Desliga simples implica normal-

mente em maior consumo, mas apresenta maior economia na instalação e operação do sistema, podendo

ainda oferecer bom resultado.

Figura 7.9: Sistema de Controle ON/OFF simples.

Fonte: OSRAM, eng. Everton Luiz de Melo.


Figura 7.10: Sistema de Controle com Dimer.


Figura 7.11: Sistema de Controle ON/OFF em Estágios.


Figura 7.12: Análise Comparativa do Consumo Energético.


A programação que controla e monitora o sistema artificial de iluminação deve ainda permitir ajustes para

adequar os níveis de iluminação às condições locais e necessidades dos usuários. As simulações de luz

natural utilizam dados que dependem das condições climáticas e, embora os resultados se aproximem

da realidade, tanto alterações do clima local como aspectos relacionados às sensações humanas podem

interferir no nível de satisfação dos usuários.


7.2.2 Freqüência de ocorrência.A variação característica da luz natural requer que sejam adotados certos critérios para aplicação prática. Se

o Fator de Luz Diurna (FLD) indica uma relação proporcional entre os níveis de iluminação interior e exterior,

importa determinar qual valor será adotado para caracterizar o desempenho do ambiente. Recomenda-se

como referência um valor mínimo relacionado a um percentual do período anual, conhecido como Frequência

de Ocorrência. Desta forma, aplicando o FLD ao valor mínimo de referência, pode-se identificar os pontos no

plano de trabalho com deficiência de iluminação natural, determinando as zonas a serem complementadas

pela luz artificial, como também a autonomia das zonas em relação à iluminação artificial.

O aplicativo CLIMATICUS 1.0 (ALUCCI, 2003) fornece a iluminância no plano horizontal desobstruído para

diversas cidades brasileiras. Para compor o banco de dados, a fonte utilizada foram as Normais Climato-

lógicas (1961-1990), 1992, Ministério da Agricultura e Reforma Agrária, Brasília. O CLIMATICIUS possibilita

introduzir novas cidades desde que fornecidos todos os dados solicitados, figura 7.13.

Fonte 7.13: Análise da Frequência de Ocorrência – Clima-

ticus.

Fonte: Programa Climaticus, 1.0.

Observa-se que a Frequência de Ocorrência é inversamente proporcional ao nível mínimo no plano hori-

zontal desobstruído. Cabe também destacar que o período diário considerado abrange do nascer ao por

do Sol, que normalmente não corresponde ao período de ocupação. Portanto, pode-se ajustar o valor

indicado no gráfico para o período de ocupação, o que irá aumentar o valor da Frequência de Ocorrência.


Com o FLD, pode-se determinar a melhor forma de controle para a luz artificial em correspondência com a

luz natural (Figura 7.14). Combinando o FLD com a frequência de ocorrência, é possível estimar a eficiência

percentual de cada ponto no interior do recinto, o que representa a autonomia da luz natural em relação à

artificial. Esta é função da iluminância desejada, conforme ilustram as figuras 7.14 a 7.16.

Figura 7.14: Cálculo do FLD.


Figura 7.15: Monitoramento do Sistema Artificial.



Figura 7.16: Autonomia da Iluminação

Natural.


Nas decisões de projeto é que estão os recursos mais eficazes para otimizar e integrar os sistemas artificial

e natural de iluminação. Se a maior dificuldade do sistema artificial está em lidar com o comportamento

dinâmico da luz natural, pode-se aproveitar a própria luz natural, através de dispositivos de reflexão ou

obstrução, para suprir esta deficiência, deixando para o sistema artificial a complementação das zonas

não atingidas pela luz natural. O próprio dispositivo de obstrução pode gerar energia, por exemplo, se for

composto de painéis fotovoltaicos. A integração é resultado principalmente da concepção arquitetônica,

mas o sistema de iluminação artificial deverá analisar todas as variáveis envolvidas, buscando aproveitar os

recursos passivos favorecidos pela arquitetura, como ilustramos nas figuras 7.17 e 7.18.

Figura 7.17: Campus de Nottingham. Vista Exerior. Loca-

lização dos Painéis Fotovoltaicos.



Figura 7.18: Campus de Nottingham. Vista Interior Pai-

néis Fotovoltaicos como Dispositivos de Obstrução.


8 SIMULAÇÃO COMPUTACIONAL E ILUMINAÇÃOTodos os métodos de simulação e cálculo na área de iluminação natural e artificial baseiam-se em dois

modelos clássicos de predição: método ponto a ponto e método dos fluxos.

Antigamente os principais métodos eram gráficos e analíticos. Hoje eles continuam tendo estas bases, porém

se expressam fundamentalmente por meios computacionais. Existem diversos aplicativos direcionados

para o cálculo e predição da luz natural. Com o aprimoramento dos equipamentos, algoritmos e linguagens

de programação, deverá ser ampliada, cada vez mais, a disponibilidade de aplicativos em todas as áreas do

conhecimento, inclusive em iluminação.

Os principais softwares utilizados na área de iluminação natural e artificial são:

• Radiance: www.lbl.gov;

• Lumenmicro: www.lightechnologies.com;

• Lightscape: www.lightechnologies.com;

• Relux: www.relux.ch ou www.relux.biz;

• Ecotech: www.squ1.com;

• Daylight:www.usp.br/fau/disciplinas/tecnologia ;

• DLN - Disponibilidade de Luz Natural: site acima;

• Lux: site acima;

• Fachada: site acima.

No número 7, de abril/maio de 2004, da revista Lume Arquitetura, pg.76, apresenta-se uma relação muito

completa dos principais softwares de iluminação artificial, inclusive com endereços dos sites, a maioria

para download gratuito. São eles:


• DiaLux - www.dial.de;

• SINKAR: www.sinkar.com;

• Visual: www.lithonia.com;

• Cophos Phoenix: www.zumtobelstaff.de;

• TX-WIN: www.trilux.de;

• Calculux: www.philips.com;

• Superlite: www.eetd.lbl.gov;

• LumDat: www.peters.research.com;

• SoftLux: www.itaim.com.br;

• Fachada: site acima.

Um dos principais aspectos a que devemos prestar atenção nos softwares de iluminação artificial é a possi-

bilidade que eles apresentam de atualização dos bancos de dados referentes às luminárias de outros forne-

cedores. Muitos destes aplicativos são “fechados”, ou seja, só apresentam luminárias dos próprios fabricantes

que desenvolveram o programa, e isto é, sem dúvida, um aspecto limitador em suas utilizações práticas.

A seguir passaremos a comentar quatro destes softwares: Daylight, Ecotect, Radiance e Relux. O primeiro

deles se aplica exclusivamente à luz natural (lateral e zenital) e os demais à iluminação natural e artificial.

8.1 Daylight

Este programa foi desenvolvido pelo Department of the Built Environment, Anglia Polytechnic, Inglaterra,

em 1991.

Pontos Positivos do Programa: pode-se muito fácil e rapidamente avaliar a distribuição de luz natural em

um determinado local, tanto para iluminação lateral quanto zenital. Percebe-se facilmente as mudanças

da iluminação natural em função das diversas variáveis de cálculo, principalmente as referentes ao projeto

arquitetônico, do local e do entorno.


É um software muito prático e fácil de ser aplicado nos cursos de graduação, nos quais normalmente os

professores contam com uma carga horária muito reduzida. Em duas horas se explica toda a operacio-

nalização do modelo e os alunos já podem começar suas simulações. Os demais programas, inclusive os

mencionados neste texto, requerem uma carga horária muito maior para explicação e manuseio, o que

nem sempre é possível.

Pontos Negativos e Limitações:

• Não permite locais de geometria curva ou de paredes não ortogonais;

• Só permite “print” via “Print screen”, com exceção dos dados-resumo do projeto, no item Display Data

for Current Room do Room Data Menu, que saem diretamente na impressora;

• Para iluminação zenital, só possibilita o estudo de elementos horizontais (tipo domo);

• Para introduzir-se a perda por caixilho, tem-se que descontar previamente da área da janela;

• Só possibilita avaliar tipologia de brises horizontais;

• Os dados do Default para saída em níveis de iluminância em lux estão fixados para condição de céu

encoberto da Inglaterra e não para o caso brasileiro e, portanto, não podem ser utilizados. Uma boa

saída é utilizar os valores dos níveis de iluminância indiretamente - via CLD e aí fazer as devidas con-

versões para os valores de céu brasileiro, dados estes que já dispomos no Brasil.

Ecotect e Radiance

O Radiance, além de sua ampla difusão no meio especializado - apresentando bom desempenho em testes

comparativos com outros aplicativos e medições em espaços reais ou modelos em escala reduzida - é um

aplicativo de domínio público para fins de pesquisa. O Ecotect possui uma versão para pesquisa de custo

bastante acessível, tendo como diferencial a boa interface com o usuário e a facilidade de migração dos

arquivos gerados por outros aplicativos, inclusive o Radiance. Podem-se construir modelos de relativa

complexidade, mas deve-se considerar a relação direta desta com o tempo de processamento necessário

nas simulações.


Como ambos oferecem ampla documentação técnica, não serão abordados aqui os procedimentos básicos

para utilização e aprendizado, pois estes estão suficientemente detalhados nos manuais do usuário.

Inicialmente, será feita uma breve apresentação de cada aplicativo para posterior análise dos resultados,

mas o principal objetivo estará em identificar os recursos e limitações de cada aplicativo, incluindo uma

análise das simulações que utilizam os dois aplicativos, artifício disponível no Ecotect.

8.2 Ecotect

Envolve as três áreas do conforto ambiental: iluminação, térmica e acústica. Neste trabalho será analisada

apenas a área de iluminação.

O enfoque nesta área está em iluminação natural, mas também possibilita o cálculo rudimentar de iluminação

artificial. Para apresentação dos resultados, utiliza o método clássico do Fator de Luz Diurna aplicado a uma

grade de pontos no plano de trabalho. A iluminação natural pode ser calculada com ou sem a iluminação

artificial, mas a artificial não oferece esta opção, estando sempre acompanhada da natural. Entretanto, após

o cálculo, os resultados podem ser separados. Assim, permite as seguintes opções:

• FLD - Fator de Luz Diurna;

• Níveis de Iluminação Natural;

• Níveis de Iluminação Artificial;

• Níveis totais (Artificial + Natural).

Se for calculada apenas a iluminação natural, as componentes do FLD podem ser desmembradas, permi-

tindo uma análise detalhada da contribuição de cada uma no plano de trabalho.

Outra possibilidade interessante é a visualização dos vetores resultantes em cada ponto, permitindo estimar

a direção da luz na grade de pontos.

No cálculo é considerada apenas a luz difusa da abóbada celeste e admite dois tipos de céu padrão CIE:

Encoberto e Uniforme.


A iluminância do Céu no plano horizontal desobstruído é fornecida diretamente pelo usuário, no campo

que adota um valor inicial de 8.500 lux, ou pode ser calculada de acordo com a localização geográfica do

modelo ou pela fórmula de Tregenza (Figura 8.1).

Figura 8.1: Quadro de Diálogo para Cálculo de Ilumina-

ção.


PENETRAÇÃO SOLAR

Para visualizar as superfícies que recebem a radiação solar direta ou refletida é necessário configurar estas

superfícies: Modify / Assign as / Shaded Surface.

As superfícies refletoras (prateleiras de luz), também devem ser configuradas: Modify / Assign as / Solar

Reflector.

Observa-se que as reflexões são especulares. Por vezes apresentam erros, mas estes são facilmente iden-

tificados.

Cabe salientar que as reflexões e a penetração solar não são considerados no cálculo luminotécnico. Con-

forme a documentação do programa, a ampla variação da luz solar direta resulta que seja raramente tratada

no cálculo de iluminação em arquitetura.

No item da documentação técnica Analysis - Lighting Simulation, é interessante observar a comparação

da eficiência da luz natural com a da artificial em lúmens / W (aproximadamente 2x mais eficiente que lâm-

padas fluorescentes tubulares e 5x que incandescentes). Entretanto, parece haver certa confusão quanto

à pior condição de céu a ser adotada. Se a luz solar direta é desconsiderada no cálculo, a pior condição de

céu passa a ser o céu claro e não o encoberto.

TRAÇADO DE SOMBRAS E MÁSCARAS

Este recurso é bastante útil e preciso, permitindo a visualização dinâmica e concomitante das sombras,

em perspectiva, e da máscara de um ponto em diversas opções de projeção. Ao movimentar o ponto de

referência, a máscara das obstruções acompanha a nova posição do ponto. A figura 8.2, ilustra uma vista

em perspectiva mostrando a trajetória e posição solar, e a figura 8.3 representa a projeção estereográfica

em um ponto no plano horizontal.

Figura 8. 2: Vista em Perspectiva.



Figura 8.3: Projeção Estereográfica.


ALGORITMO

Utiliza o método Building Research Establishment (BRE) para obter o Fator de Luz Diurna (FLD), resultante

da soma de três componentes:

FLD = CC + CRI + CRE

CC = Componente Celeste

CRI = Coeficiente de Reflexão Interna

CRE = Coeficiente de Reflexão Externa

Conforme já observado, se o cálculo for feito apenas para Iluminação Natural, é possível separar as três

componentes do FLD.


MIGRAÇÃO: ECOTECT X RADIANCE

Um recurso importante do Ecotect é a facilidade de migração dos arquivos com outros aplicativos. Permite

exportar o modelo para o Radiance, utilizando o algoritmo deste no cálculo. Posteriormente é possível

importar os valores para a grade de pontos do Ecotect, tornando disponíveis todos os seus recursos de

visualização.

Embora o Radiance apresente diversas alternativas para extração dos dados, a interação com o usuário é

de relativa complexidade. Isto dificulta a apresentação final dos resultados, tarefas simples em outros apli-

cativos como a representação em planta dos valores da grade de pontos ou a visualização tridimensional

da distribuição de luz.

A documentação técnica do Ecotect recomenda uma metodologia que utiliza os dois aplicativos con-

comitantemente: Ecotect e Radiance. Observa-se que o Ecotect apresenta melhor interatividade, mas

os resultados do cálculo parecem questionáveis, principalmente em relação ao Coeficiente de Reflexão

Interna. Já o Radiance possui um algoritmo que utiliza técnicas mais avançadas, mas pela interface mais

complexa, dificulta a visualização e extração dos dados. A manipulação dos dados mostra-se trabalhosa e

requer relativa habilidade com os arquivos.

Assim, a metodologia recomendada pelo Ecotect se justifica por aproveitar os melhores recursos de cada

aplicativo. O Radiance complementa aspectos que não foram contemplados no Ecotect que por sua vez

funciona como o aplicativo de base. O cálculo é feito pelo algoritmo do Radiance, fornecendo também

diversas opções de imagens para visualização e análise dos resultados.

PROCEDIMENTO RECOMENDADO PARA MODELAGEM

Para elaborar o modelo, o Ecotect permite importar arquivos 3DS ou DXF gerados no AutoCAD. Entretanto,

verificam-se diversos problemas quando o arquivo é importado como modelo final para ser simulado. Por

vezes os resultados são distorcidos por imperfeições no processo de migração, sendo difícil e trabalhoso

identificar e corrigir tais imperfeições. Recomenda-se que toda a modelagem seja feita no Ecotect, assim

como a aplicação dos materiais. Para facilitar a modelagem, podem-se importar elementos de referência.


Estes arquivos devem estar no formato DXF e é importante observar que o editor do Ecotect costuma

distorcer entidades do AutoCAD geradas em UCS que não UCSW (User Coordinate System World). Podem

ser criadas linhas em 3D ou 3D “polylines”, mas sempre em UCSW para que o Ecotect importe de maneira

apropriada. Estas linhas servirão apenas como referência e, portanto, devem ser convertidas em linhas de

construção no momento da importação.

Ao trabalhar sempre referenciado no AutoCAD, pode-se migrar estas linhas a qualquer momento para o

Ecotect. Este procedimento facilita incorporar possíveis alterações do projeto.

A área de interesse deve estar próxima das coordenadas 0,0,0 para que o Ecotect opere bem. O arquivo

original deverá ser modificado, se necessário, movendo todos os elementos, mas sem alterar o UCS.

Para migrar do AutoCAD para o Ecotect, deve-se exportar do AutoCAD como DXF, ativando a opção Select

Objects e, no Quadro de Diálogo de importação do Ecotect, ativar a opção create all objects as construction

lines.

Para importar desenhos em metro no AutoCAD, é necessário importar com o fator de escala 1000, mesmo

que a unidade no Ecotect seja metro.

EXPORTAR DO ECOTECT PARA O RADIANCE

A última tecla no painel de controle lateral do Ecotect aciona o menu geral de exportação (Figura 8.4).

Ao acionar a tecla Radiance / Export Model Data, é aberto um quadro de diálogo solicitando o nome do

arquivo com extensão .rad. A seguir, é aberto o quadro de diálogo de exportação do Radiance (Figura 8.5).


Figura 8.4: Menu Geral de Exportação.


Figura 8.5: Quadro de Diálogo de Exportação do Radiance

Fonte: Ecotect, (2003).

Ao acionar a tecla OK, o cálculo é iniciado. Quando concluído, se as opções de visualização estiverem habili-

tadas, pode-se obter imagens conforme as vistas e câmeras criadas no Ecotect, como também gerar valores

para a grade de pontos. Esta última opção permite importar posteriormente os valores calculados pelo

Radiance para o Ecotect, acionando o comando Import / Merge no quadro gerenciador da grade de pontos.


Uma vez calculado o nível de iluminação pelo Radiance, pode-se obter o FLD em função dos níveis obtidos.

A documentação do Ecotect detalha este procedimento na seção: Analysis / Lighting Simulation / How Do

I / Radiance Analysis / ...convert imported Radiance point data into daylight factors.

8.3 Radiance

Este aplicativo é um módulo que utiliza a plataforma AutoCAD. Assim, estão disponíveis todos os recursos

do AutoCAD para modelagem, e o Radiance adiciona comandos específicos para suas simulações. Ao ser

instalado, introduz, na barra de menus superior, o menu Radiance conforme a Figura 8.6.

Figura 8.6: Menu de Comandos.

Fonte: Radiance, 2000.

A técnica mais comum no cálculo computacional de iluminação é o método de transferência de fluxo ou

radiosity (Ray tracing). O Radiance utiliza a técnica ray tracing nas simulações. A diferença básica entre as

duas técnicas é que radiosity considera a propagação difusa da luz que atinge as superfícies partindo da

fonte de luz e ray tracing percorre o caminho inverso do raio de luz que atinge o olho do observador até a

fonte de luz. Na primeira, as superfícies são subdivididas em pequenas partes que trocam energia luminosa

num sistema fechado, mas na segunda não é necessário este artifício. Em ambientes mais complexos, ou

quando o comportamento especular das superfícies é significativo, a técnica ray tracing apresenta vanta-

gens em precisão e tempo de processamento. Entretanto, quando as superfícies são consideradas difusores

perfeitos, a técnica radiosity possibilita alterar a posição do observador sem a necessidade de reprocessar

as imagens, possibilitando formar animações em menor tempo, embora com resultados menos realistas.


SIMULAÇÕES

Existem três possibilidades de simulação:

• Câmera

Gera imagens referenciadas em vistas e câmeras criadas pelo Radiance.

Para vistas ortogonais, considera o plano do UCS corrente. Portanto, para visualização em planta, é necessá-

rio ajustar a elevação do UCS de acordo com o plano horizontal de interesse e ativar a visualização paralela

ao UCS (Plan - Current UCS). Os resultados podem ser obtidos em luminância ou iluminância. Na primeira

opção, as imagens consideram a reflexão da luz que parte dos objetos até o observador, gerando imagens

mais realistas. Na segunda opção, as imagens são geradas em tons pastéis, pois importa a luz que chega

aos objetos. Este recurso é útil para gerar isolinhas em lux ou footcandle.

• Reference Point

Calcula a iluminância em um ponto do modelo. A grandeza refere-se à iluminância e, apenas para Céu

Encoberto, permite obter o Fator de Luz Diurna (Daylight Factor). Entretanto, este é um dos poucos erros

identificados, e o valor resultante não é confiável.

• Reference Grid

Seguindo os mesmos critérios do item anterior, esta alternativa fornece os dados para uma grade de pontos

definida pelo usuário. Esta grade pode ter qualquer inclinação. Os resultados são registrados em um arquivo

com extensão .out, contendo as coordenadas x, y, z e a iluminância de cada ponto da grade.

FORMAÇÃO INTERATIVA DAS IMAGENS (WINVIEW)

Alguns instantes após acionar a tecla Start nos Quadros de Diálogo Camera Simulation Setup (Figura 8.7)

ou Simulation Manager (Figura 8.8) abre-se o Quadro Interativo do Winview (Figura 8.9).


Figura 8.7: Quadro de Diálogo Simulation Setup.


A imagem do cenário forma-se com refinamento progressivo. Vários ajustes são possíveis, como posição e

afastamento entre o observador e o alvo, rotação e giro da imagem e a barra de ferramentas permite ajustar

diversos parâmetros que alteram a qualidade da imagem.

Figura 8.8: Quadro de Diálogo Simula-

tion Manager.



Um recurso interessante é que a imagem ajustada pode ser incorporada a qualquer arquivo RIF pela opção

Append view to rif file. Desta forma, ficam registradas as características geométricas da vista para aprovei-

tamento em outro cenário.

Figura 8.9: Winview: Primeira

Imagem.

Fonte: Radiance. 2000.

O Winview não é apropriado para gerar imagens de alta resolução, mas para ajustar a geometria da vista.

Uma vez ajustada, a imagem deve ser arquivada para posterior utilização pelo Winimage.

ANÁLISE DE IMAGENS (WINIMAGE)

Após gerar a imagem no Winview, o Radiance proporciona uma versatilidade, tanto na análise como na

interação com o usuário, para visualização dos cenários, figura 8.10. Possibilita-o refinar a imagem original

como também gerar novas imagens em falsa cor ou isolinhas, proporcionando uma avaliação qualitativa

e quantitativa da iluminação no ambiente, figuras 8.11 e 8.12. Estes comandos estão no menu Analysis

localizado na barra superior de menus.

Figura 8.10: Winimage: Sensibilidade

do Olho Humano.



Figura 8.11: Winimage: Isoli-

nhas.


Figura 8.12: Winimage: Falsa Cor.


É importante observar que não se deve utilizar os comandos do menu Analysis duas vezes na mesma imagem.

Portanto, deverá sempre ser aberta a imagem original gerada nas simulações para aplicar os comandos deste

menu. Neste processo, o aplicativo grava diversos arquivos com as seguintes extensões e complementos:

• Extensões

.RIF: é um arquivo texto criado automaticamente, para cada cenário, na simulação. Este arquivo guarda as

vistas geradas por todas as câmeras e permite incluir novas vistas pelo comando Append view to rif file;

.PIC: é a extensão padrão do aplicativo para as imagens geradas. Entretanto, as imagens podem ser gra-

vadas em outras extensões como GIF, TIF, EPS, PCT e BMP para utilização em outros aplicativos, mas estas

extensões não são reconhecidas pelo Winimage.

• Complementos


Os complementos são anexados ao nome original da imagem conforme a operação do usuário:

_avg = Image Exposure Image

_reg = Image Exposure Region (drag mouse to enclose a rectangular area)

_pt = Image Exposure Point (click on a point in scene)

_90 = Image Rotate 90 degrees clockwise

_180 = Image Rotate 180

_fh = Image Flip Horizontal

_fv = Image Flip Vertical

_pcd = Analysis Human Sensitivity Image

_fls = Analysis FalseColor

_iso = Analysis IsoContour

_ann = Analysis Annotate

As opções que formam as imagens em falsa cor e isolinhas devem ser feitas com cuidado. O aplicativo

apresenta uma legenda com os valores correspondentes às cores, mas não verifica a consistência desta

opção. Portanto, para uma imagem gerada pelo Winview adotando a iluminância como grandeza, a nova

imagem do Winimage em falsa cor ou isolinhas deverá selecionar a mesma grandeza, caso contrário, os

dados apresentados estarão incorretos, indicando valores em luminância para iluminância e vice-versa. As

grandezas para iluminância podem ser lux ou footcandle e para luminância candela/m2 (nit) ou footlam-

bert. Aqui existe um erro, pois a luminância não é fornecida em footlambert mas em candela / square foot.

Deve-se observar que qualquer vista armazenada no arquivo RIF pode ser recuperada em diferentes cená-

rios. Entretanto, para que a vista seja encontrada através do Quadro de Diálogo Simulation Manager pela

tecla Display / Analyze, é necessário que o arquivo PIC tenha a nomenclatura correspondente à coluna


Scenario Name e Camera / Reference, interligados por Underline. Assim, a imagem de um cenário Estu-

do01 produzido pela câmera c3 deverá ser nomeada Estudo01_c3. Se a nomenclatura for diferente desta,

a tecla Display / Analyze do Simulation Manager abrirá um quadro vazio no Winimage, e a imagem deverá

ser encontrada pelo usuário.

Plano do piso exterior

O Radiance adota automaticamente um plano infinito de piso com refletância 0.20. O material deste plano

não é um difusor perfeito. Portanto, se observado contra o sol será mais brilhante que na mesma direção dos

raios solares. O plano é localizado ligeiramente abaixo da elevação zero. Se existirem ambientes abaixo da

elevação zero, todo o modelo deverá ser movido para que o piso mais baixo esteja acima da elevação zero.

O piso interior não pode conter aberturas, pois, caso isto ocorra, o plano infinito emitirá luz para o ambiente.

Uma limitação do aplicativo é que este plano não registra sombras. Para analisar as projeções de sombras

torna-se necessário construir um plano exterior na área desejada.

8.4 Relux

Reconhecido por aliar eficiência e facilidade em seu manuseio, o programa Relux é utilizado em toda Europa

por engenheiros, arquitetos, decoradores, enfim, por todos aqueles profissionais envolvidos na área de ilumi-

nação. Para operar este programa, não são necessários conhecimentos avançados de informática. O programa

é auto-explicativo, contendo um arquivo de “help” onde você poderá tirar suas dúvidas.

Apresentamos aqui uma breve explicação sobre como iniciar seu primeiro projeto, para que desta maneira

você possa dar o primeiro passo dentro do programa. Siga os passos dos exemplos dados a seguir:

Definindo o Tipo de Projeto

Área Interna

Ao iniciar o programa, o primeiro passo será definir se o ambiente é externo ou interno. Para isto “clique”

em Arquivo e logo após em “novo”. O programa irá abrir uma janela denominada planta. Está será sua área

de trabalho. Logo após, “clique” em Arquitetura e Forma do espaço.


Figura 8.13: Relux: definindo o ambiente.

Fonte: Relux, 2007.

Neste ponto, sua tela deverá aparentar como a da figura 8.14 a seguir. Escolha um dos tipos de formatos

que mais se assemelha ao seu ambiente. No caso de um ambiente que não seja parecido com nenhum

dos formatos, escolha o formato poligonal. Este tipo de formato permitirá ao usuário especificar quantas

paredes são necessárias e após isto, será possível definir um formato personalizado ao ambiente. Para um

primeiro instante, vamos escolher um formato pré determinado, como, por exemplo, o formato Retangular.

Teremos então a seguinte janela:

Figura 8.14: Relux: ambiente – dimensões.

Fonte: Relux, 2007.

Neste campo você poderá definir o comprimento (em metros) das paredes. Para o nosso caso, Parede 1 é

igual a Parede 3, e Parede 2 é igual a Parede 4, já que estamos tratando de um retângulo.


Defina também a altura do Plano de trabalho no último campo. O plano de trabalho significa a altura onde

geralmente são feitas as atividades no ambiente. Logo, todo o dimensionamento da iluminação será feito

para esta altura. O valor 0.85 já vem automaticamente. Este valor refere-se geralmente à altura usual para

mesas. Podemos dizer que é um valor padrão, utilizado na maioria dos projetos. Caso você deseje, estes

valores aqui definidos podem ser modificados posteriormente. Logo após, você deverá definir as cores de

todas as superfícies envolvidas no ambiente. Para isto “clique” no botão Graus de Reflexão (%). Você poderá

então visualizar a seguinte janela:

Figura 8.15: Relux: ambiente (cores das superfícies).

Fonte: Relux, 2007.

Clique sobre o botão Cor, para escolher a cor de cada superfície. Note que, para cada cor escolhida, a ela

estará associado um grau de reflexão (%). Este valor é inserido automaticamente após a escolha da cor, to-

davia poderá ser modificado pelo usuário. Esta informação pode ser encontrada geralmente na lata da tinta,

ou poderá ainda ser obtida diretamente com o fabricante da tinta. Lembre-se que esta informação é muito

importante, pois influencia diretamente no resultado final, podendo até alterar o número de luminárias.

No botão Valores-Padrão, as cores serão definidas automaticamente pelo programa. Ao clicar no botão cor,

você obterá o seguinte resultado:


Figura 8.16: Relux: ambiente - mos-

truário das cores.

Fonte: Relux, 2007.

Note que você terá a opção de escolher uma cor já definida nos retângulos à esquerda, ou ainda criar uma

nova cor personalizada no espectro ao lado.

Caso você escolha criar uma cor personalizada, defina seu brilho utilizando o mouse para mover a seta na

coluna à direita. Depois, também utilizando o mouse, escolha a tonalidade da cor movendo o cursor pelo

espectro e visualizando o resultado no quadro abaixo. Quando a cor estiver de acordo com o desejado clique

no botão Adicionar cores personalizadas. A cor que você criou será acrescentada no primeiro retângulo em

branco, e assim por diante para as demais cores. Clique então sobre o retângulo que contém a cor desejada

e clique em OK. A cor será atribuída à superfície.

Após definir as cores para todas as superfícies você obterá então o seguinte resultado:

Figura 8.17: Relux: modificação

do ambiente.

Fonte: Relux, 2007.


Seu ambiente está definido. Caso você queira, ainda poderá “clicar” com o mouse (botão esquerdo) no canto

(lado de dentro) da parede. Pequenos quadrados irão aparecer ao longo das paredes, e “arrastando” estes

quadrados com o mouse você poderá modificar o formato e as dimensões do ambiente.

Caso seja necessário, você poderá voltar à janela inicial clicando com o botão direito do mouse sobre uma

das paredes do ambiente. Uma janela aparecerá. Clique em Características. Você poderá então modificar

as cores e dimensões novamente.

Trabalhando com o ambiente

A partir de agora, você está pronto para trabalhar o ambiente, ou seja, inserir mobiliário, portas, janelas, vigas,

colunas, e vários tipos de elementos configuradores, que podem ser construídos pelos próprios usuários.

Se você tem dificuldade de visualizar o que está sendo construído, aí vai uma excelente dica: ao mesmo

tempo em que você trabalha com a planta, você poderá visualizar tudo o que está fazendo observando as

representações em 3D. Para isto, basta clicar no botão: você irá encontrá-lo na barra de ferramentas vertical,

localizada à esquerda da tela. Este comando irá abrir mais três janelas, que vão mostrar seu ambiente de

várias posições diferentes. Esta simulação 3D não representa ainda a situação real do ambiente, isto só será

possível após os cálculos.

Inserindo Elementos

Com estes botões, você poderá inserir grande parte dos elementos que podem ser utilizados para configurar

o seu ambiente. Da direita para a esquerda, temos as seguintes funções: Colocar móveis, colocar blocos,

colocar pilares, colocar divisórias, colocar superfície virtual, colocar superfície de trabalho. O programa

sempre irá colocar o objeto escolhido na origem de seu ambiente. Para movê-lo, basta utilizar o mouse.

Repare que, enquanto você arrasta o objeto, este se move em pequenos passos. Isto é devido à rede de

pontos do seu ambiente (pontos vermelhos). Esta rede de pontos pode ser desativada, ou ainda é possível

modificar a distância entre os pontos.

Localize este botão na barra vertical à esquerda, e observe a janela obtida:

Para desativar a rede de pontos (o que obriga o objeto selecionado mover-se em pequenos passos), clique

sobre a janela Ativar Captura com o mouse retirando o sinal.


Para alterar apenas a distância do passo em que o objeto se move, ou gira, modifique a distância dx, dy e o

ângulo de rotação, no campo Retícula de Captura.

Figura 8.18: Relux: inserindo.

Fonte: Relux, 2007.

Para mudar a distância entre os pontos da rede que você observa em vermelho dentro do ambiente, mude

a distância dx e dy no campo Retícula do Desenho. Ainda é possível apagar a rede de pontos “clicando” na

janela Representar Retícula, retirando o sinal.

Você ainda poderá mudar a origem das coordenadas (esta é fixada automaticamente no canto esquerdo

do ambiente). Para isto mude, as direções x e y no campo Origem das Coordenadas.

Iluminando

Podemos trabalhar com dois tipos de iluminação: Artificial e Natural. É possível trabalhar separadamente

com cada tipo, ou com as duas simultaneamente. No caso de um ambiente fechado (sem janelas ou clara-

bóias), só será possível a iluminação artificial.


Escolha da Luminária

Na guia superior, clique em Luminárias. Uma janela aparecerá. Escolha Seleção. A próxima janela permitirá

a você não só selecionar uma luminária, como também visualizar a peça, e obter todos os dados a respeito

do produto, como lâmpadas, equipamentos, acessórios e até curvas e diagramas.

Para selecionar a luminária desejada, escolha nas guias superiores o nome do fabricante. Veja o exemplo

abaixo:

Figura 8.19: Relux: escolhendo a

luminária.

Fonte: Relux, 2007.

Dentro desta janela, você pode selecionar uma luminária de 3 formas diferentes: Número do Pedido - a

escolha é feita através do código da peça. Uma lista com todos os códigos disponíveis do fabricante é

fornecida. Nome da Luminária - a escolha é feita pelo nome do produto, porém muitas vezes o nome é o

próprio código da peça. Grupo do Produto (ou família) - você seleciona primeiramente o tipo de luminária

que deseja.

Após esta seleção, aparecerão apenas os produtos desejados na lista de Número do pedido. Caso você mude

de ideia clique no botão no canto superior direito Retroceder. Nas linhas abaixo, você poderá visualizar

acessórios, lâmpadas, soquetes e características das lâmpadas associadas à luminária. Clique em Receber

por Tipo No para adquirir a primeira luminária e Novo>> para as demais luminárias que você escolher.


Figura 8.20: Caixa de escolha de lustres e luminárias.

Fonte: Relux, 2007.

Após a seleção da luminária, você poderá visualizar mais dados a respeito da mesma, utilizando a mesma

janela, porém clicando na guia Tipo de Luminária. Veja figura 8.20:

Aqui você poderá não só ver várias informações a respeito do produto, mas também solicitar outras infor-

mações através dos botões no canto inferior direito. São eles: Curva - é a curva fotométrica da luminária,

CAD - é o desenho esquematizado da peça , Sollner - é o diagrama de reflexão da peça, Diagrama em Cone

- mostra o grau de abertura do facho de luz (não é aplicável para alguns tipos de luminárias), Texto - além

de vários dados, ainda contém um texto feito pelo fabricante.

Para visualizar estes resultados clique em OK nesta janela, e você verá as informações que pediu. Na janela

do lado esquerdo, estarão listadas todas as luminárias que você escolheu. Caso desista de uma delas, sele-

cione a luminária e clique em Limpar Tipo.

Dimensionando a Iluminação

Após a escolha da luminária, você tem duas opções: colocá-las manualmente através do botão ou dimensio-

nar a iluminação para um determinado valor requerido pelo usuário. Neste último caso, você deverá clicar

em Luz Planejamento na guia superior e logo após em dimensionamento. Você obterá a seguinte janela:

Primeiramente, defina no campo superior esquerdo a opção Iluminamento, colocando o valor desejado

(em lux). No campo abaixo você define a altura que a luminária ficará no ambiente, definindo a distância


da luminária ao teto ou a distância da luminária ao piso. No campo superior direito, defina o tipo de lustre

a ser utilizado (da lista que você selecionou anteriormente).

Figura 8.2: Relux: dimensionando a ilumi-

nação.

Fonte: Relux, 2007.

No campo abaixo, você terá o Fluxo Total de luz e o Fator de Redução. Este fator representa as perdas devido

a incrustações, sujeiras, poluição, ou ainda depreciação da lâmpada no decorrer do tempo. O valor 0.8 vem

automaticamente, e sugere 20% de perdas.

Após tudo definido, clique em Calcular e Colocar, você obterá a seguinte janela:

Aqui você define o alinhamento do conjunto de luminárias que será colocado. Você tem a opção de alinhar

através de qualquer uma das paredes do ambiente ou definir um ângulo de alinhamento com relação ao

eixo x (eixo horizontal).

Após esta operação, o programa calcula a quantidade de luminárias necessárias, porém não significa que

o número calculado será a quantidade que vai ser colocada. Isto por motivos de simetria, já que todas as

luminárias devem se encaixar no ambiente de modo estético.


Figura 8.22: Relux: definindo o alinhamento das luminárias.

Fonte: Relux, 2007.

Cálculo

Na guia superior, clique em Luz Planejamento. Você terá três opções: Luz Artificial, Luz Natural, Luz Natural

e Artificial. Escolha o caso mais conveniente para sua situação. Feito isso, você obterá o seguinte resultado:

A janela mostra os graus de refinamento possíveis para o cálculo a ser realizado. Automaticamente o programa

já sugere a mínima precisão necessária para que os resultados de seu projeto sejam confiáveis. Caso você

utilize uma precisão abaixo da sugerida pelo programa, todas as futuras impressões serão marcadas com o

tipo de cálculo realizado, para demonstrar que os cálculos são muito imprecisos para o seu tipo de projeto.


Figura 8.23: Relux: cálculo.

Fonte: Relux, 2007.

Do mesmo modo, você também poderá utilizar cálculos mais precisos, obtendo resultados mais próximos

à realidade, o tempo de cálculo, no entanto aumenta. Dependendo do tipo do seu projeto, este tempo

aumenta consideravelmente. Por tanto, nem sempre será vantagem aumentar a precisão de cálculo. Após

clicar em Iniciar, o programa realiza os cálculos mostrando seu progresso em porcentagem. Ao término,

será indicado o tempo que foi necessário para o cálculo.

Resultados

São vários os resultados que podemos obter após os cálculos. Todos eles, além de serem representados na

tela de seu monitor, podem também ser impressos.

Gráficos/Tabelas/Diagramas

Estes botões poderão ser encontrados na barra de ferramentas horizontal superior. Da direita para a esquerda,

os botões têm as seguintes funções: Gráfico 3D, Diagrama de Cores Falsas, Curvas Isolux, Tabela contendo

valores (em lux) ponto a ponto, Resumo Geral.


Simulações 3D

Estes botões lhe permitirão visualizar seu ambiente em 3D. Só estarão disponíveis para uso após o cálculo,

pois esta simulação demonstra o ambiente real, para que o usuário possa ter uma ideia de como ficará o

ambiente depois de pronto. O botão de cima apresenta uma vista variável, enquanto o botão de baixo lhe

apresentará 4 vistas de diferentes ângulos.

ATENÇÃO: Qualquer modificação na planta feita após os cálculos irá inutilizá-los e por consequência, todos

os resultados irão desaparecer automaticamente. Recomendamos salvar o projeto antes de se fazer qual-

quer modificação, pois está será uma operação sem volta, e os cálculos terão que ser feitos novamente.

Fi g u r a s 8 . 2 4 a 8 . 2 6 : R e l u x :

visualização das simulações.

Fonte: Relux, 2007.


Figuras 8.27 a

8.29: Inserção

de elementos.

Fonte: Relux,

2007.


Figuras 8.30 a 8.34: Inserção

de elementos.

Fonte: Relux, 2007.

9 NORMAS9.1 NBR 5413

A norma NBR-5413 - “Iluminância de interiores / Especificação” da ABNT - Associação Brasileira de Normas

Técnicas, em vigor a partir de abril de 1982, trata basicamente dos níveis de iluminância mínimos e médios

para as diferentes tarefas visuais.

Estabelece como condições gerais principais:

1 - A iluminância deve ser medida no campo de trabalho. Quando este não for definido, entende-se o nível

do referente a um plano horizontal a 0,75m do piso;

2 - No caso em que seja necessária uma elevada iluminância em um limitado campo de trabalho, este pode

ser conseguido com iluminação suplementar;

3 - A iluminância no restante do ambiente deve ser inferior a 1/10 do valor adotado para o campo de tra-

balho, mesmo que a iluminância recomendada para o restante do ambiente seja menor.


Iluminâncias por classe de tarefas visuais

Tabela 9.1: I luminância para cada grupo de tarefas

visuais.

Fonte: Adaptado na NBR 5413.

A norma também apresenta procedimento para determinação da iluminância conveniente segundo a

idade, a velocidade e precisão necessárias para a realização da tarefa e também da refletância do fundo

da tarefa visual.

A título de exemplo apresenta-se a seguir os níveis mínimos de Iluminâncias em lux para algumas atividades.

Para utilização mais correta desta norma consulte o texto original.


Auditório (platéia): . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .150

Bancos (atendimento ao público): . . . . . . . . . . . . . . . . . . .500

Bibliotecas

Sala de leitura: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .500

Estantes: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .300

Escolas (sala de aula): . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .300

Quadro negro:. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .500

Escritórios

Desenho, engenharia, arquitetura: . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1000

Geral: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .500

Igreja

Nave, entrada: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50

Púlpito: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .300

Indústrias cerâmicas

Trituração, prensa, secagem:. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .150

Coloração, vitrificação delicada:. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1000

Indústrias metalúrgicas

Usinagem grosseira: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .200

Usinagem média: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .500

Polimento de alta qualidade: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1000

Usinagem de alta precisão: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2000

Lojas

Geral: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .500

Vitrines: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1000

Iluminação suplementar c/facho Concentrado: . . . . . . 5000


9.2 Projeto de Norma da ABNT para iluminação natural - Resumo

Contribuição de Iluminação Natural, CIN - Definição

O início da definição dos parâmetros arquitetônicos, para um projeto que busca o aproveitamento da luz

natural, implica o conhecimento sobre a relação entre a disponibilidade da luz natural e a iluminância em

um certo ponto P no interior de uma edificação. Esta relação expressa primordialmente uma condição de

distribuição de iluminâncias ao longo de um cômodo, demonstrada pelos valores de CIN, Contribuição de

Iluminação Natural, explicado a seguir.

Indicado em valores percentuais, a Contribuição de Iluminação Natural - CIN é um valor fixo para Céu

Encoberto e Uniforme e variável para Céu Claro e Parcialmente Encoberto, que representa a relação de

proporção entre a quantidade de luz natural em um certo ponto P de um interior e a referente no espaço

exterior desobstruído. Através dessa relação de proporção, demonstra que a quantidade de luz natural em

um espaço interno é alterada simultaneamente com a variação da luminosidade do céu.

Porém, o índice de CIN não considera somente a influência do céu na quantidade de iluminância interior,

mas sim todas os outros fatores de influência na disponibilidade de luz natural, assim como as características

de projeto. São eles: componente de reflexão externa, como construções vizinhas e o relevo do entorno,

que bloqueiam a visão parcial ou total da abóbada celeste pelo ponto P; componente de reflexão interna,

paredes e teto; fator de caixilho; fator de manutenção e coeficiente de transmissão do material transparente.

Aplicação no projeto de arquitetura

Através dos valores de CIN, é possível uma avaliação das características da distribuição da luz por todo o

espaço arquitetônico interior em questão, quando ainda em estágio de projeto. Os pontos de mesma ilu-

minância - ou, quando lidos em porcentagem, pontos com os mesmos valores de CIN - formam as curvas

conhecidas como isolux. Sabendo-se o período em que o céu apresenta os graus mais baixos de luminância

durante o ano, é possível a determinação do CIN mínimo necessário para um ponto específico, em função

da tarefa visual a ser desempenhada naquele espaço.


Os índices de CIN são aplicados para o plano horizontal, admitido como plano de trabalho. O cálculo de

CIN não considera qualquer incidência de luz proveniente de alturas inferiores ao plano de trabalho pré-

estipulado, uma vez que alturas de parede inferiores a este plano não são “vistas” pelo ponto P.

Nos modelos de espaços projetados, onde são aplicados conjuntamente com sistemas laterais e zenitais

de captação da luz natural, o resultado de iluminâncias é a somatória do que é adquirido por cada um dos

sistemas.

A comparação com os índices DF - Daylight Factor e FLD - Fator de Luz Diurna

Esta medida de iluminação natural interna em um dado local, em forma de porcentagem de luz externa, é

definida pela CIE - Commission Internationale de I’Eclairage, como o índice chamado de DF - Daylight Factor.

O DF é definido em termos matemáticos como a razão entre a iluminância EP - iluminância no ponto P, em

um ponto localizado em um plano horizontal interno e a referente iluminância EE - iluminância externa,

registrada simultaneamente em um plano externo horizontal, conforme a seguinte expressão:

DF = EP/ EE x 100%

Os valores de EP podem ser obtidos por meios de medições, como acontece para o caso de EE, ou por

cálculos que consideram, além da contribuição externa, as reflexões internas e fatores redutores da quan-

tidade de luz, sendo os seguintes:

1. Fator de caixilho: em que é retirada a área de superfície opaca da esquadria da janela da área total da

abertura.

2. Fator de manutenção: em que é considerada a obstrução à luz causada pelo envelhecimento do material

de vedação e pela acumulação de poeira.

3. Fator de transparência: referente ao coeficiente de transmissão luminosa dos materiais translúcidos e

transparentes.

Os conceitos de FLD (Fator de Luz Diurna), DF (Daylight Factor), e CIN (Contribuição de Iluminação Natural)

são equivalentes. Entretanto, o Projeto de norma amplia sua aplicação, anteriormente utilizada apenas para


Céu Encoberto e Uniforme, para o Céu Claro. Assim, FLD e DF são característicos e invariáveis para cada ponto

dentro do ambiente, enquanto CIN pode variar, no mesmo ponto, se o tipo de céu adotado for Céu Claro.

A contribuição devido à luz direta do sol não é levada em consideração no cálculo dos índices de CIN e

DF. Isso se deve ao alto grau de complexidade e imprevisibilidade da quantificação da luz direta. Mais que

isso, os efeitos do atributo da luz direta, como ganhos de calor, degradação dos materiais e ofuscamento,

devem ser considerados separadamente.

Estudos dos valores de CIN confirmam que a disponibilidade de luz natural para um ponto ou uma área de

um espaço projetado é determinada pelos seguintes fatores:

1. Localização geográfica, latitude;

2. Hora do dia;

3. Estação do ano;

4. Características climáticas;

5. Configuração morfológica do entorno.

Enquanto a quantidade de luz natural está relacionada a outros fatores de dependência:

1. Brilho do céu (intensidade) naquela região;

2. Tamanho, forma e posicionamento das aberturas;

3. Reflexões vindas do exterior;

4. Reflexões das superfícies internas do cômodo.


Com a finalidade de avaliar oos efeitos dos parâmetros de projeto, quanto aos resultados de luz natural, se

faz necessária uma compreensão geral da distribuição de luz ao longo do espaço projetado. Para tal, sendo

estipulado o comprimento do cômodo, analisa-se os valores de CIN para pontos localizados a distâncias

da janela correspondentes a cada 10% do comprimento total, plotados em eixos perpendiculares ao plano

da fachada onde está a abertura.

O Projeto de Norma de Luz Natural, Projeto 02: 135.02-003

Introdução

Neste tópico, são apresentados os conceitos e a metodologia de cálculo propostos pelo Projeto de Norma

de Iluminação Natural de agosto de 2003, para critério de projetos de luz natural. Contudo, esta exposição

não descarta a consulta do próprio Projeto aqui referido, para a compreensão plena e clara da proposta.

O Projeto de Norma para iluminação natural faz parte de um conjunto de quatro partes. A parte 3 apre-

senta uma metodologia de cálculo para a determinação da iluminação natural em ambientes internos

por aberturas na edificação, incluindo o índice de CIN. A significante inovação na proposta do Projeto de

Norma acima referido está na metodologia para o cálculo da componente de céu para o tipo de Céu Claro

através de diagramas.

Texto extraído do Prefácio do Projeto de Norma: “A ABNT - Associação Brasileira de Normas Técnicas - é o

Fórum Nacional de Normalização. As Normas Brasileiras, cujo conteúdo é de responsabilidade dos Comitês

Brasileiros (CB) e dos Organismos de Normalização Setorial (ONS), são elaboradas por Comissões de Estudo

(CE), formadas por representantes dos setores envolvidos, delas fazendo parte: produtores, consumidores

e neutros (universidades, laboratórios e outros).”

“Os projetos de Norma Brasileira, elaborados no âmbito dos CB e ONS, circulam para Votação Nacional entre

os associados da ABNT e demais interessados.”

“Esta Norma faz parte de um conjunto de quatro normas referentes à iluminação natural, a saber: Parte

1 - Conceitos básicos e definições, Parte 2 - Procedimentos de cálculo para a estimativa da disponibilidade

de luz natural. Parte 3 – Procedimento de cálculo para determinação da iluminação natural em ambientes

internos e Parte 4 - Verificação experimental das condições de iluminação interna de edificações.”


A Norma proposta pelo Projeto 02 de No.: 135.02-003: 2003 estende o conceito de medida proporcional

da iluminação natural (CIN), possibilitando a sua predição para qualquer condição de céu não uniforme

conhecida54 e implementando um procedimento de cálculo gráfico.

Referências teóricas: Fator de Forma55, Ângulo Sólido e DCRL - Diagrama de Contribuição Relativa de Luz.

Para o desenvolvimento deste Projeto de Norma, foram estabelecidos referenciais teóricos para a predição

da iluminação natural.

O primeiro diz respeito à formulação do fator de forma (ver nota 2). A área da abóbada celeste, entendida

como uma fonte de luz de grande superfície, é subdividida em pequenas zonas com luminâncias variáveis.

A influência da componente de céu sobre um ponto P no interior de uma edificação independe da distância

deste até a fonte, sendo, então, um resultado apenas do valor da luminância decorrente da área da abóbada

inserida pelo ângulo sólido coberto pelo ponto P.

Explicação dos Diagramas

Feita a divisão da abóbada celeste em 244 zonas, cada zona apresenta numericamente sua contribuição

relativa para a iluminância que chega até o plano horizontal desobstruído, em função da altitude do sol.

A projeção estereográfica da abóbada celeste, então dividida em 244 zonas, gera os Diagramas de Contri-

buição Relativa de Luz, os DCRL, agrupados de acordo com três parâmetros distintos:

1. Diagramas somente com a indicação dos fatores de forma da abóbada celeste.

2. Diagramas que indicam a distribuição de luminâncias ao longo das 244 zonas para céu claro, dadas as

altitudes solares de 15o, 30o, 45o, 60o, 75o e 90o, ou seja, qual a parcela de luminâncias encontrada em

cada uma das zonas para cada um dos contextos citados acima, e diagrama que indica a distribuição de

luminâncias ao longo das 244 zonas para céu encoberto.

3. Diagramas para a análise de obstrução e geometria da insolação para altitudes solares variando de 10o

em 10o.

54 Embora o Projeto de Norma faça esta citação, os diagramas apresentados só se aplicam para Céu Claro e Encoberto.55 O Projeto de Norma utiliza o conceito Fator de Forma como Fator de Configuração, pois os diagramas se aplicam a um ponto, não a uma superfície.


Procedimento de cálculo

É sabido que a luz natural alcança um ponto no interior de uma edificação por meio de três caminhos distintos:

1- CC = componente de céu; luz proveniente diretamente do céu.

Os valores de CC representam a quantidade de luminosidade incidente direta do céu que chega até um

determinado ponto. Para isso, são determinados os ângulos de visão horizontal e vertical que o ponto tem

do céu através da abertura, sendo estes os ângulos em planta e corte que o ponto faz com a abertura. Dessa

forma, obtém-se a fração visível da abóbada celeste, a partir do ponto P e através da abertura. Este processo

gráfico de marcação de ângulos de visão é chamado de traçado de máscaras.

Uma vez encontrados os ângulos de visão do ponto P, se for considerado o tipo de Céu Claro, define-se a

orientação da fachada em questão, dia ou época do ano e horário, para que seja estabelecida a altitude

do sol. Lembrando que cada orientação apresenta uma intensidade luminosa, que varia de acordo com

a sazonalidade do ano e a hora do dia, ou seja, de acordo com a posição do sol, obtida pelos ângulos de

azimute e altitude.

De posse desses dados, escolhe-se o DCRL mais indicado. Por meio da somatória dos valores encontrados

dentro das zonas delimitadas pela fração visível da abóbada celeste, encontra-se a porcentagem de luz que

chega ao ponto, proveniente diretamente desta, através da abertura considerada, ou seja, encontra-se CC.

Caso haja mais de uma abertura, o processo de cálculo de CC deve-se repetir para cada uma das aberturas,

somando-se os valores de CC, como indicado a seguir:

CCT = CC1 + CC2+ CC3+...+ CCn

Cabe lembrar que, mesmo considerando o Céu Claro, os diagramas de DCRL não incluem o efeito direto

dos raios solares, mas a abóbada celeste como uma superfície difusora da luz direta do sol, cujos valores

lidos nos gráficos de DCRL são percentuais.


2- CRE = componente de reflexão externa; luz que alcança o interior após ter sido refletida pelo entorno. CRE

considera a iluminância incidente no ponto em questão, refletida por obstruções externas, sendo então uma

variável da parte do céu barrada pelas obstruções vistas pelo ponto. Assim como para o caso da Componente

de Céu, CC, o cálculo de CRE se faz com o auxílio do traçado de máscaras, onde são delimitados no gráfico

de DCRL escolhido, a parte obstruída do céu. O valor da soma encontrada na projeção estereográfica do

DCRL é multiplicado pela capacidade de refletância luminosa (ρ) da superfície da obstrução.

Os cálculos de CRE adquirem complexidade caso a superfície externa de reflexão seja considerada iluminada

diretamente por raios solares (verificar na Norma).

3- CRI = componente de reflexão interna; luz que alcança o ponto no interior após ter sofrido uma ou mais

reflexões internas.

O cálculo desta componente utiliza-se da projeção estereográfica das superfícies internas do ambiente

em relação ao ponto de medição. Superpondo-se esta projeção ao diagrama com os fatores de forma,

obtém-se o valor percentual de cada parte da área projetada, ou seja, o valor percentual de cada uma das

faces internas, paredes e teto, em relação à área total vista pelo ponto P. Através da soma dos valores resul-

tantes da multiplicação da participação percentual de cada parede e teto por seus respectivos valores de

refletância, cujo resultado deve ser multiplicado pela Componente do Céu CC, pela Componente Refletida

Externa CRE, e pelo fator do ponto kp, é encontrado o valor de CRI em relação à localização do ponto P.

Contudo, o somatório destas componentes deve ser corrigido matematicamente para que possa expressar

a quantidade real de luz que chega até um ponto no interior, uma vez que a especificação do material trans-

lúcido ou transparente, a sua estrutura de fixação e seu estado de manutenção, representam significantes

agentes de redução da luz natural, lidos nos seguintes fatores:

1- KC = fator de caixilho (considera a área de superfície total da abertura, subtraída da área opaca da esqua-

dria, ou seja, representa a área efetiva da janela);

2- KT = coeficiente de transmitância do material de vedação da abertura;

3- Km = fator de manutenção.


Feita a consideração de todas as variáveis na quantidade resultante de luz natural em um ponto do interior,

chega-se à seguinte equação:

CIN = (CC + CRE + CRI) x KC x KT x KM

Apesar dos valores de KC, KM e KT serem retirados de tabelas em forma de porcentagens, devem ser inse-

ridos na fórmula como números absolutos.

Uma vez encontrado o valor de CIN e tendo-se ciência do valor de EE, a iluminância em P é expressa pela

relação:

EP = CIN * EE / 100%

As equações de cálculo de valores CIN evidenciam o fato de que o tamanho, a geometria e a localização

das aberturas, em conjunto com as refletâncias das faces internas e vidros, são os principais parâmetros de

projeto, manipuláveis quanto ao controle da luz natural no interior dos edifícios.

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