Bioclimatismo na arquitetura

Bioclimatismo na arquitetura

(Parte 4 de 8)

Orientar, em planta, perpendicular à fachada estudada 10º

60º 0º 60º

Colocar o transferidor sobre o gráfico solar

Fig. T25 - Aplicação para 10h dos dias 21/3 ou 24/9 e projeção sobre desenho de Olgyay.

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Depois é só geometria e desejo para achar a cobertura que melhor se adeqüe ao projeto (Fig. T26):

Fig. T26 - Projeções diversas de mesma eficiência ( sobre desenho original de Olgyay)

Esta é talvez a parte mais importante da cartilha e é preciso confessar talvez a menos atraente em uma primeira abordagem. No entanto após a segunda inserção dos ângulos transferidos sobre cartas solares no projeto, desenvolve-se um automatismo e a tarefa flui sem problemas.

Para aqueles que sempre projetam em uma mesma cidade, é possível a obtenção de um diagrama específico para os pontos cardeais e os secundários, de forma a obtermos um traçado de sombra em horas exatas, o que nos permite ganhar algum tempo.

2. O homem e suas necessidades lumínicas

Nós vimos anteriormente as necessidades higrotérmicas do homem para a plena execução de suas atividades. Quanto às necessidades lumínicas, elas estão relacionadas, não só à manutenção da saúde, mas à comunicação. A visão talvez seja o sentido mais solicitado para a comunicação. A visão permite avaliar distâncias, distinguir formas, cores e volumes com precisão. Mas, para que suas necessidades lumínicas sejam satisfeitas, alguns requisitos devem ser atendidos. Em determinadas circunstâncias, como veremos mais tarde, estes requisitos podem ser antagônicos às necessidades higrotérmicas, outras vezes as complementarão.

Toda iluminação deve permitir a visão nítida dos objetos, de forma que o homem possa ali exercer suas atividades o mais eficazmente possível e com conforto, sem que haja fadiga dos órgãos oculares.

Se todo nosso corpo permite-nos sentir o calor, o frio e a umidade, as células sensíveis à luz concentram-se nos olhos. O olho é um instrumento ótico que coleta as ondas luminosas e as transforma em impulsos nervosos que estimulam o cérebro, permitindo a formação e decodificação de imagens. De modo que a visualização do espaço depende, a princípio, da abrangência espacial do campo visual (Fig. L1), das propriedades de acomodação e adaptação do olho e da mobilidade da cabeça. Destaca-se a capacidade de ajuste focal (processo de acomodação do cristalino) na visualização de pontos de diferentes distâncias e a possibilidade de

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Fig. L1 – Abrangência do campo visual : A parte central corresponde à área vista pelos dois olhos juntos, as partes laterais correspondem à visão de cada um dos olhos separadamente, e as partes pretas correspondem às partes bloqueadas pelo nariz e pelas sobrancelhas.

Evidentemente, a capacidade do sistema visual de bem realizar estes processos varia em função da saúde dos órgãos envolvidos – incluídas aí, as doenças congênitas e as de desgaste devido à idade (fig. L2) e ao mau uso – mas também da boa iluminação. Cada tarefa visual, em função do nível de detalhes envolvidos, merece ser iluminada adequadamente. O mesmo se diz sobre o entorno, já que o sistema visual se concentra tanto em seus planos de trabalho – objeto de seu interesse, como também se apercebe da área circundante.

Fig. L2 – Influência da idade na visão (Fonte ABILUX)

De toda forma, embora variando de um indivíduo a outro, podemos dizer que a ausência de uma situação mínima de conforto traz fadiga e desgaste dos órgãos visuais, reduz a acuidade visual

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Na realidade, o desempenho visual de uma tarefa é determinado pelo tipo de atividade envolvido ( tamanho da tarefa visual, sua distância até o olho ,etc) e pelo grau de saúde do indivíduo. O grau de desempenho visual para a percepção de um certo objeto cresce até um certo nível, em função do aumento do contraste, da iluminância, ou do grau de luminância e pode se estabilizar ou decrescer diante de um brilho intenso (fig. L3). Fig. L3 – Desconforto e performance visual ( Fonte Hopkinson)

O ofuscamento é sentido sempre que há claridade demais no campo visual. Pode ser causado por uma fonte de luz de grande luminosidade, como lâmpadas, janelas, ou pela reflexão dessa fonte de luz no campo visual do observador (figura L4), como superfícies refletoras "em ação", etc.

Fig. L4 – Reflexão da fonte de luz no campo visual do observador.

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Assim podemos resumir dizendo que o desempenho visual fundamentalmente depende de dois parâmetros ambientais:

do nível de iluminamento e/ ou da luminância na superfície de trabalho; do nível de contraste entre o objeto observado e seu suporte (ou seu entorno).

De uma forma geral, para se obter um ambiente visual não-cansativo, deve-se respeitar, as seguintes relações de luminância entre á área foco de nossas atividades e o entorno (fig. L5):

Entre o campo visual central (a) e a tarefa visual propriamente dita (b)

Entre a tarefa visual (b) e seu entorno imediato (c)

Entre a fonte de luz e o fundo sobre o qual se destaca

Entre dois campos quaisquer do campo visual

3:1 10:1

20:1 40:1

Fig. L5 – Relação de luminância recomendadas (ref. ABILUX)

Para cada tipo e atividade existe uma tabela de necessidades lumínicas - expressa em termos de iluminância dada em lux e de luminâncias (ver anexos L1 e L2, respectivamente). Esta lista está longe de ser exaustiva, e menciona na realidade valores para campos de trabalho e não forçosamente a iluminância necessária a todo o ambiente envolvido. Assim vemos que são necessários 540 lux para uma boa atividade de barbear ou maquiagem, enquanto que a boa qualidade na leitura de jornais é assegurada com apenas 320 lux em um ambiente que pode estar a 110 lux.

Cabe ao arquiteto conhecendo as atividades previstas para cada ambiente projetado, assegurar uma iluminância mínima adequada, evitar o ofuscamento e a mudança brusca de graus de iluminância entre ambientes vizinhos.

2.1. A construção e as fontes de luz

Uma vez determinadas as necessidades lumínicas dos indivíduos, o passo seguinte seria determinar onde e como fornecer a luz que propiciará esta iluminância.

E a que chamamos luz? Luz é a manifestação visual de energia radiante, ou seja, radiação visível. De uma forma geral, a faixa de radiação que conseguimos enxergar (faixa visível) é bastante estreita em relação a todo o espectro solar (fig. L6).

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Fig. L6 – Distribuição espectral da energia radiada pelo sol.

Essa luz, vem naturalmente do Sol - em uma faixa estreita do espectro da radiação solar, acompanhada de seu efeito térmico, ou pode ser reproduzida artificialmente. No primeiro caso, varia em qualidade (cor e direcionalidade) e em intensidade segundo o período do dia e ano. Iluminação gratuita, deve ser bem aproveitada pelo projeto. No segundo, o arquiteto determina os parâmetros necessários ao sistema de iluminação, sem restrições de clima ou hora do dia1.

2.1.1. Luz e Cor

Um conceito associado a luz é o de cor. A visão das cores depende de três elementos: da fonte luminosa, das superfícies iluminadas e dos olhos que as vêem.

Chamamos de luz branca, àquela resultante da combinação de todos os raios luminosos de diferentes comprimentos de ondas provenientes do espectro visível da radiação solar. Já a cor de um material é na realidade função da reflexão seletiva do fluxo luminoso incidente, reflexão esta variável segundo as características físicas de sua superfície. Um material que absorva todo fluxo luminoso nos parece negro fosco, uma porta vermelha, na realidade, absorve todos os comprimentos de onda do espectro luminoso, exceto o de 700nm (nanômetros), correspondente ao vermelho.

2.1.2. Fontes de luz natural

O Sol é a fonte de luz natural fundamental. É a luz do sol que, difundida na atmosfera torna-se luz do céu ou da abóbada celeste sendo fonte primária na iluminação natural de interiores. Em dias claros e sem nuvens, a luz do céu claro pode ser a principal fonte de luz em um ambiente, podendo ainda haver uma iluminação suplementar considerável através da luz do Sol refletida pelo solo, pelas empenas vizinhas à construção, envidraçadas ou não.

Assim, devido à sua grande intensidade e dinamismo (muda permanentemente de posição), embora o Sol seja a fonte primária da iluminação natural, pode não ser considerado como tal no projeto e cálculos. Usamos, na maioria das situações, o seu efeito sobre a abóbada, o que nos dá valores mais constantes, intensos o suficiente para tarefas visuais e menos ofuscantes (a luz do céu sobre um plano não costuma ofuscar, quem ofusca é o trecho de céu visto.).

Assim padronizamos três tipos de abóbadas, segundo as condições de nebulosidade apresentadas: céu claro, onde a nuvem é ocasional, parcialmente encoberto (1/3 a 2/3 do total), e o céu encoberto. A intensidade da luz difusa disponível é menor na primeira situação e maior na última.

1 o parâmetro térmico de toda iluminação não pode ser esquecido, já que, como podemos observar, a sensação luminosa é sempre acompanhada de um efeito térmico, dada sua condição eletromagnética.

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O entorno, natural e construído, comporta-se como uma outra fonte secundária de luz, em função da cor, tamanho e distância ao ponto de estudo. Em climas tropicais ensolarados, a luz refletida pelas superfícies externas representa, no mínimo 10 a 15% do total de luz diurna recebida pelas aberturas nas edificações. Este entorno pode chegar a contribuir com 30% da iluminação recebida por um edifício em cidades densamente urbanizadas.

A luz natural, dado a seu espectro, nos fornece toda a gama de cores do espectro visível. Ela é considerada psicologicamente mais atraente, quebrando, ao longo do dia a monotonia, devido às suas mudanças sutis.

2.1.3. Fontes de luz artificial

Quando energizamos determinados elementos estes passam a emitir ondas na faixa do visível, gerando o que chamamos de luz artificial. Os produtos que as geram chamam-se lâmpadas e são classificadas em dois grupos principais: incandescestes (fig. L7) e de descarga (fig. L8).

Fig. L7 – Exemplos de lâmpadas incandescentes (Fonte Catálogo GE)

Fig. L8 – Exemplos de lâmpadas de descarga (Fonte Catálogo GE)

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As primeiras fornecem luz pelo aquecimento elétrico de um filamento a uma temperatura que produza uma radiação na parte visível do espectro (ver fig. L7). São as conhecidas lâmpadas de vidro transparente ou translúcidas, espelhadas, halógenas, etc.

Já a luz em uma lâmpada de descarga é produzida pela passagem da corrente elétrica em um gás ou vapor ionizado. São as lâmpadas fluorescentes, de vapor de mercúrio, etc.

Fig. L9

Se a iluminância natural depende das condições da abóbada celeste, a artificial também tem suas restrições. Como essa luz é resultado da aplicação de uma tensão elétrica oriunda da rede pública, observamos sérios efeitos segundo a relação tensão da rede/ tensão da lâmpada encontrada (fig. L10).

MAIOR que a tensão da concessionária. redução da Potência da lâmpada, redução da iluminação e aumento da duração da lâmpada.

IGUAL à tensão da concessionária. a lâmpada terá suas características mantidas em 100% dos valores previstos.

MENOR que a tensão da concessionária aumento da potência da lâmpada, aumento da iluminação e redução da vida da lâmpada

Fig. L10 – Relação entre tensão da rede e tensão da lâmpada.

Dissemos antes que o parâmetro térmico de toda iluminação não pode ser esquecido, já que a sensação luminosa é sempre acompanhada de um efeito térmico No caso da fonte de luz artificial, existe um efeito a mais, o do gasto energético.

Todo efeito térmico não desejável da fonte luminosa é um duplo desperdício, pois foi gerado às nossas custas e, em caso de climatização artificial , será retirado com outro gasto. Para administrar estes fatores, criou-se uma grandeza, chamada Eficiência Luminosa (de uma fonte), que exprime a eficiência luminosa de uma lâmpada, em relação ao seu consumo. E para conhecer o percentual da energia consumida pela lâmpada que é convertida no ambiente em luz e calor, basta dar uma olhada nesta tabela geral da ABILUX (fig. L11).

Tipo de Lâmpada calor emitido pelo reator

Calor infravermelho calor emitido por convecção e condução LUZ

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Fig. L11

2.1.3.1. Características operacionais das lâmpadas

Pode-se avaliar todas as lâmpadas - incandescentes, fluorescentes e de descarga de alta intensidade - em termos de quatro características básicas de operação. São elas:

EFICIÊNCIA LUMINOSA: É a quantidade de luz emitida por unidade de potência aplicada. MANUTENÇÃO DE LÚMENS: Diz respeito à diminuição do fluxo luminoso da lâmpada ao longo do uso. MORTALIDADE: Expectativa de vida média de um grupo de lâmpadas.

ƒ COR: As qualidades de cor de uma lâmpada são caracterizadas por duasdiferentes

atribuições: ¾ A aparência de cor (que poderá ser descrita pela sua temperatura de cor).

¾ A sua capacidade de reprodução de cor (que afeta a aparência da cor de objetos iluminados pela lâmpada).

2.1.4. A reflexão e a transmissão

Como vimos, não somente da fonte luminosa, o usuário recebe o fluxo luminoso. Ele também o recebe através da reflexão da luz sobre paredes e demais superfícies e via transmissão por elementos translúcidos ou transparentes à sua propagação (fig. L12).

Fig. L12 – Reflexão e transmissão do espectro luminoso (Fonte Mascaró, in ABILUX).

Esta recepção de fluxo luminoso pode ocorrer sem que haja modificação da freqüência dos componentes cromáticos. Na realidade grande parte da luz que vemos, nos chega através de múltiplas reflexões, transmissões e difusões, desde sua emissão pelas fontes primárias.

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Estas propriedades dos materiais circundantes (ver anexos L3 e L4) constituem excelente recurso para incrementar ou reduzir a intensidade luminosa de um determinado ambiente ou zona de atenção. Consideramos de uma forma geral dois tipos de reflexão e de transmissão: a especular, que permite a reflexão ou a transmissão do raio luminoso sem difusão, como em um espelho, e a difusa, na qual não acontece uma reflexão regular.

2.2. Iluminação e projeto

O que se deveria fazer cada vez mais seria trabalhar a iluminação no projeto, desde os primeiros esboços, ou seja, junto com a concepção da forma da construção, virem se instalando as primeiras noções básicas de iluminação dos ambientes, integradas às demais restrições.

E como se poderia pensar nisso? Existem etapas que devem ser seguidas na elaboração de um projeto de iluminação.

O primeiro passo é analisar o programa. As necessidades visuais são diferentes em cada ambiente. Pode-se privilegiar a iluminação de uma tarefa localizada, a percepção do ambiente como um todo, e/ ou ressaltar elementos deste com o uso da luz. As pessoas e a Arquitetura, em sua expressão se beneficiam da boa iluminação.

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