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ILUMINAÇÃO NATURAL EM ESCOLAS :
O ESTADO ATUAL DAS PESQUISAS NOS PROJETOS DE ESCOLAS
TRABALHO PROGRAMADO - 2
UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO – FACULDADE DE ARQUITETURA E
URBANISMO – DEPARTAMENTO DE TECNOLOGIA DA ARQUITETURA
CURSO DE PÓS-GRADUAÇÃO
PROFESSOR DR. PAULO SÉRGIO SCARAZZATO
ALUNO: DIMAS BERTOLOTTI
1º SEMESTRE DE 2006
“Os sistemas de iluminação, na maioria das vezes, são projetados tendo-se em vista a
sua eficiência - sendo seu objetivo o de obter o máximo possível de lumens por watt. Parece
que pouca atenção é dedicada aos efeitos não visuais que a luz pode ter sobre os usuários
dos sistemas de iluminação. Este estudo aponta claramente para a simples conclusão de que
os sistemas de iluminação, não importando o quão eficientes eles são, não são neutros em
relação aos seus efeitos nas pessoas. De fato, parece ser o caso de que exista uma série de
efeitos não visuais associados com os vários tipos de iluminação. Este estudo identificou um
certo número desses efeitos – diferenças na taxa de desenvolvimento de cáries, diferença
nas taxas de freqüência, diferenças no peso , na altura e no ganho de gordura, e diferenças
de aproveitamento escolar. Pode-se concluir desses achados que a luz natural é importante
para o desenvolvimento e o bem estar das pessoas e que aprisionar as pessoas em espaços
iluminados só por iluminação artificial projetada para ser apenas eficiente caracteriza um
caso de roubalheira” ( in HATHAWAY, ‘ A study into the effects of types of light on
children – a case of daylight robbery’).
2
ABSTRACT
The aim of this work is to trace a scenario on the reasearchs and project designs in daylit
schools. The traditional approach on the importance of daylighting has been the energie
saves it can promotes by reducing the use of electricity for lighting and , by consequence,
reducing excessive cooling loads. However, international research has demonstrate that,
along with this economics benefits, daylight has an important role in physical, physiological
and psychological aspects of the human being.
International research and experiencies has demonstrated that daylit schools enhance
teachers and student’s well-being and performance, as well as promote a better energy
performance. It may drive to a more sustainable energy economy, wich can be good for the
environment and the country’s economy.
RESUMO
O objetivo deste trabalho é o de traçar um panorama das pesquisas e projetos de
iluminação em edifícios escolares. Os estudos sobre a importância do uso da iluminação
natural em escolas têm se concentrado no aspecto da redução do consumo de energia elétrica
para iluminação e, conseqüentemente, da carga térmica destes edifícios. Entretanto, existe
uma linha de pesquisa internacional que tem demonstrado que a luz natural também tem um
papel importante nos aspectos físicos, fisiológicos e psicológicos do ser humano,
influenciando no desempenho escolar dos estudantes.
Estudos e experiências internacionais têm demonstrado que escolas iluminadas
naturalmente favorecem o desempenho escolar e o bem estar dos estudantes e professores,
ao mesmo tempo em que têm melhor desempenho energético e, portanto, gastam menos em
energia do que as escolas tradicionais. Além disso, ajudam a promover uma economia com
maior conservação de energia que pode levar, em longo prazo, a uma economia mais
sustentável, o que pode ser bom para o meio ambiente e para o país.
3
INDICE ABSTRACT / RESUMO .............................................................................................0 3
INDICE ..........................................................................................................................04
APRESENTAÇÃO........................................................................................................06
I. INTRODUÇÃO ............................................................................................... 07
II. LUZ NATURAL E DESEMPENHO ESCOLAR......................................... 08
2.1. Luz e desempenho escolar...................................................................... 08
2.2. O Estudo de Alberta - Canadá .............................................................. 10
2.3. A experiência do escritório Innovative Design...……………………. 14
2.4. A pesquisa do Heschong Mahone Group ............................................. 18
2.5. Conclusão ................................................................................................ 24
III. ILUMINAÇÃO NATURAL E SUSTENTABILIDADE .............................. 25
3.1. Desempenho energético........................................................................... 25
3.2. Conservação de energia em escolas americanas..................................... 26
3.2.1. Durant Road Midlle School – Raleigh, Carolina do Norte................ 26
3.2.2. Roy Lee Walker Elementary School – McKinney, Texas.................. 27
3.2.3. Dena Boer Elementary School – Salida, Califórnia ……................... 30
3.2.4. J.J. Pikle Elementary School / St. John Facilty – Austin, Texas........ 31
3.2.5. As escolas analisadas pelo Innovative Design ...................................... 32
3.3. A pesquisa no Brasil .................................................................................. 36
IV. PROJETO DE ILUMINAÇÃO NATURAL EM ESCOLAS ..................... 41
4.1.Exemplos de escolas americanas ............................................................. 41
4.1.1. North Clackamas - Clackamas, Oregon ............................................. 42
4.1.2. Ash Creek Intermediate School – Independence, Oregon .............… 46
4.1.3. Dalles Middle School – The Dalles, Oregon …................................... 50
4
4.1.4. Joan Austin Elementary School – Newberg, Oregon ....................... 52
4.1.5. Giaudrone Middle School – Tacoma, Washington ......................... 54
4.2. Exemplos de escolas brasileiras ......................................................... 55
4.2.1. Escola Modelo – Curitiba..................................................................... 55
4.2.2. Escola Mínima Energia – Rio de Janeiro .......................................... 56
4.2.3. Projeto Escola Modular – Rio de Janeiro .......................................... 59
4.2.4. Escolas Pré-moldadas da FDE – Campinas ..................................... 61
V. CONCLUSÃO ................................................................................................. 67
VI. LISTA DE FIGURAS E TABELAS .............................................................. 68
VII. RFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ............................................................ 71
VIII. TÍTULOS DE INTERESSE RELACIONADOS AO ASSUNTO ................ 73
IX. SITES DE INTERESSE RELACIONADOS AO ASSUNTO ...................... 74
X. ANEXOS ........................................................................................................... 80
5
APRESENTAÇÃO
Este texto pretende traçar um panorama geral das pesquisas e dos projetos de iluminação
natural para edifícios escolares. Sem pretender esgotar o assunto, pois este é muito amplo,
enfoca primeiramente os estudos feitos acerca da influência da iluminação natural no
desempenho escolar e no bem estar dos estudantes. Faz uma descrição das pesquisas mais
citadas nesta área, sendo as principais a desenvolvida pelo Heschong-Mahone Group, a
elaborada por Warren Hataway para o IRC do Canadá e a do escritório Innovative Design
para escolas projetadas no estado norte americano da Carolina do Norte.
Um outro aspecto abordado é o da relação da estratégia da iluminação natural como
integrante de um conceito global para tornar os edifícios escolares energeticamente
eficientes. São apresentadas medições realizadas em escolas projetadas segundo os preceitos
da iluminação natural e dados comparativos com escolas projetadas de forma tradicional,
para demonstrar as vantagens da utilização desta tecnologia na conservação de energia e sua
relação com outras estratégias para construir edifícios escolares sustentáveis. Finalmente são
mostrados alguns exemplos de escolas, principalmente dos Estados Unidos, cujos projetos
reúnem estes preceitos. Embora exemplos de escolas projetadas e construídas com ênfase na
iluminação natural existam em vários países, é nos Estados Unidos que identificamos um
esforço organizado e centralizado através do governo e representantes da comunidade de
implementar esta política em escolas de suas regiões e de divulgar amplamente tanto os
resultados como orientações práticas através de companhias estatais, comitês, organizações
não governamentais, laboratórios e universidades.
A adoção de princípios de iluminação natural no início da concepção do projeto destas
escolas acaba por influenciar as decisões acerca dos outros itens do projeto arquitetônico,
uma vez as aberturas para luz natural têm influencia na ventilação, na carga térmica, na
estrutura, na cobertura, nos sistemas de iluminação elétrica e sistemas de ar condicionado, e
muitos outros itens da construção. A maestria com que em maior ou menor grau estas
decisões acerca dos vários fatores que influenciam o projeto são combinadas está expressa
na forma arquitetônica final destas escolas.
6
I. INTRODUÇÃO
Entre os muitos fatores que influenciam os processos de aprendizagem, aqueles relacionados
com as condições ambientais têm um papel determinante. O estímulo educacional é
repassado através da percepção dos sentidos, sendo um dos mais importantes a visão. Boas
condições de iluminação favorecem o desempenho visual, otimizando o processo. A luz
natural, pela ampla composição e abrangência de seu espectro, é mais favorável à
identificação de contrastes e renderização de cores e à percepção de formas tridimensionais.
A qualidade da luz é também importante para os olhos das crianças. Os olhos coletam e
convertem, através dos nervos óticos, a luz visível em impulsos elétricos direcionados ao
cérebro. Estudos de laboratório sugerem que fontes de luz com espectros mais amplos
fornecem mais luz utilizável pelos olhos. A luz natural fornece o mais rico espectro de luz,
atenuando o esforço implícito nas tarefas visuais. Em longo prazo, más condições de
iluminação para longos períodos de atividades visuais, principalmente leitura, pode levar à
fadiga visual e esta a problemas de visão.
De maneira geral, existem três fatores básicos de desempenho que devem ser levados em
consideração em relação às condições de iluminação em ambientes educacionais:
- Os níveis mínimos de iluminância: quantidade mínima de luz no plano de trabalho
que possibilite a realização das atividades pretendidas sem esforço visual. Estes
níveis estão estabelecidos na norma da ABNT – NBR 5413 “Iluminâncias de
interiores – Especificação”, para cada ambiente em que se desenvolvem atividades
educacionais, tais como salas de aula, bibliotecas, laboratórios, áreas esportivas.
- A boa uniformidade da luz no ambiente: ou seja, da distribuição uniforme dos níveis
mínimos de iluminância pelo ambiente; depende basicamente da forma, dimensões e
posição das aberturas;
- A ausência de ofuscamento: em relação à iluminação natural está relacionado a
evitar a incidência de luz solar direta nos planos de trabalho, por exemplo: lousas, carteiras,
brinquedos. Em relação á iluminação artificial, geralmente está associada ao excesso, a
7
inadequação e a pulsação intermitente da fonte de luz. Ofuscamento pode ser causa de
distração e desconforto, prejudicando as tarefas visuais.
Além disto, há que se levar em conta que a luz natural é importante para a saúde das
pessoas. A exposição à luz do sol detona uma série de processos fisiológicos que permite ao
corpo sintetizar vitamina D, um ingrediente fundamental para que o corpo absorva cálcio,
fósforo e outros minerais da dieta alimentar, fundamentais para a boa formação dos ossos e
fortalecimento dos dentes.
Outro aspecto a ser considerado é que a presença de luz natural quase sempre está
associada com uma ligação visual dos ambientes com o exterior. A variação da luz natural
nas diferentes horas do dia, condições climáticas e estações do ano é importante para marcar
os ritmos biológicos e psicológicos das pessoas.
II. LUZ NATURAL E DESEMPENHO ESCOLAR
2.1. Luz e desempenho escolar
A profusão de textos sobre estudos e pesquisas acerca da influência da iluminação natural
na saúde e desempenho dos estudantes é tão grande que um bom caminho para desvendá-la
parece ser começar pelos autores que já fizeram uma revisão bibliográfica sobre o assunto.
Alguns textos são recorrentes: aparecem em todas as revisões bibliográficas, são citados em
vários estudos e muitas bibliografias, tornando-se padrão de referência para quem queira
abordar o assunto. Uma das revisões bibliográficas mais completas sobre este assunto é o
texto “The benefits of daylight trough windows” editado pelo Lighting Research Center do
Renselaer Polytechnic Institute escrito por um grupo liderado por Peter Boyce, embora não
tenha um grande enfoque em edifícios escolares.
Em julho de 2002, NREL – National Renewable Energy Laboratory – um órgão do
Departamento de Energia do governo americano, publicou um estudo de autoria de
L.Edwards e P. Torcellini intitulado “ A literature review of the effects of natural light on
building occupants”, no qual os autores fazem uma revisão da literatura sobre o tema, não
com intuito de esgotar o assunto, mas de compilar aquilo que na literatura era mais citado
para demonstrar o impacto da iluminação natural nos edifícios.
8
A tônica do texto é a influência da luz natural sobre a saúde, embora tenha vários dados
sobre economia de energia também. O mesmo tema é estudado para várias tipologias de
edifícios como escolas, escritórios, setor de saúde, comércio e industrial. Na parte sobre
edifícios escolares, os autores relacionam as influências da luz natural sobre os estudantes:
- saúde: faz citações de textos sobre os benefícios da luz natural nas condições
fisiológicas e psicológicas de estudantes e professores. Segundo estes textos, a luz
solar teria a propriedade de sintetizar a vitamina D no corpo humano, ajudando a
absorção de cálcio e, portanto, fortalecer os ossos e diminuir a incidência de cáries.
A radiação ultravioleta, componente da luz solar, quando recebida em quantidades
adequadas, demonstrou “... intensificar o processo enzimático do metabolismo,
incrementar a atividade do sistema hormonal e implementar o tônus dos sistemas
nervoso central e muscular” (LIBERMAN, 1991 in EDWARDS, TORCELLINI,
2002).
- freqüência: escola iluminadas naturalmente, ou com iluminação com lâmpadas “full
spectrum”, apresentaram um incremento na freqüência de alunos e professores.
Neste sentido, citam o estudo canadense “A study into the effects of light on
childrens – a case of daylight robbery”, que será enfocado mais adiante ( item 2.2.)
- aproveitamento: o aproveitamento escolar medido em testes padronizados foi maior
para os estudantes que estudavam em escolas iluminadas naturalmente do que para
aqueles que estudavam em escolas tradicionais. Citam o estudo norte-americano “
Analysis of performance of students in daylit schools” que está descrito no item 2.3.
na seqüência deste texto. Citam também a pesquisa realizada pelo Heschong Mahone
Group, o qual considerou que os resultados demonstraram que, “embora não se possa
provar exatamente a causa dos efeitos da luz natural nos estudantes, é certo que estes
efeitos são influenciados pela melhor distribuição da luz, pelo incremento na
visibilidade causada pelo incremento de luz, melhor renderização de cores e ausência
do pulsar intermitente da luz fluorescente” (EDWARDS, TORCELLINI, 2000).
Esta pesquisa também será analisada mais adiante (item 2.3.).
9
2.2. O estudo em Alberta - Canadá
Em um estudo intitulado “A study into the effects of types of light on children – a case of
daylight robbery” preparado para o IRC – Institute for Research in Construction, uma seção
do NRC – National Research Council do Canadá, Warren E. Hataway apresenta os
resultados de uma pesquisa sobre os efeitos não visuais que a luz tem sobre os estudantes.
Em inglês, a expressão “daylight robbery” pode ser entendida na forma popular como algo
do qual é cobrado um preço abusivamente acima do que realmente vale. E é isto que os
autores pretendiam demonstrar em relação à utilização da iluminação elétrica como fonte
exclusiva de luz para escolas.
A pesquisa foi feita a partir das conclusões de uma revisão bibliográfica realizada pelos
autores e para replicar os resultados de estudos feitos anteriormente de Wohlfarth em 1986 e
de Hargreaves e Thompson em 1989 sobre os efeitos não visuais da iluminação em salas de
aula. Procurava averiguar os efeitos de quatro tipos de iluminação mais comum na saúde e
desempenho dos estudantes. A intenção da pesquisa era tentar responder às seguintes
questões:
- O tipo de iluminação nas salas de aula tem efeito no desenvolvimento de cáries?
- O tipo de iluminação nas salas de aula tem efeito sobre a freqüência às aulas?
- O tipo de iluminação nas salas de aula tem efeito sobre o rendimento escolar?
- O tipo de iluminação nas salas de aula tem efeito sobre a saúde e o desenvolvimento
geral? (HATHAWAY, 2000).
A pesquisa abrangia um grupo de amostra de 327 alunos selecionados em 5 escolas
diferentes e 4 tipos de lâmpadas: lâmpadas fluorescentes “full spectrum”, lâmpadas
fluorescentes “full spectrum” com acréscimo de radiação ultravioleta, luz fria fluorescente
branca e lâmpada de vapor de sódio a alta pressão. Foram escolhidos 5 locais existentes com
iluminação de salas de aula com tipos de lâmpadas diferentes (Tabela 1). Ficou acertado
com a administração escolar da região que as escolas selecionadas fariam parte da pesquisas
por dois anos e que durante este período os mesmos alunos permaneceriam nas mesmas
salas de aula com seus sistemas de iluminação instalados.
10
Local e tipo de lâmpada UVA
315 –400nm
UVB
280-315nm
UVC
100-280nm
Faixa fotométrica
de iluminação (Lux)
Local 1 –vapor de sódio
alta pressão
0.21 0.00 0.00 250 - 540
Local 2 –fluorescentes
“full spectrum”(sem UV)
1.01 0.00 0.00 300 - 900
Local 3 –fluorescentes
“full spectrum” (com UV)
7.20 0.30 0.00 280 - 450
Local 4 – fluorescente
branca fria
0.87 0.07 0.00 250 - 540
Local 5 – fluorescente
“full spectrum”
(com UV)
5.18 0.18 0.00 220 - 450
Tabela 1 – Luz medida nas salas de aula. Fonte: (HATHAWAY, 2000).
Dos dados recolhidos na pesquisa pelo período de dois anos ficou evidente que os
diferentes tipos de iluminação têm influência sobre o histórico de crescimento,
desenvolvimento, cáries e desempenho escolar (Tabela 2).
Local Freqüência(%) Desempenho Altura Peso Gordura
Local 1 94.3 1.61 10.2 10.2 3.4
Local 2 96.2 2.25 12.0 10.9 7.6
Local 3/5 95.9 1.96 12.3 11.2 3.9
Local 4 95.9 1.88 11.9 9.6 0.4
Tabela 2 – Efeitos dos tipos de iluminação na média de freqüência, desempenho e
desenvolvimento. Fonte: (HATHAWAY, 2000).
Os achados, fruto da pesquisa, estão resumidos na Tabela 3. Para não evidenciar nenhum
juízo de valor (bom ou mau), os autores usaram o sinal negativo (-) para indicar as medidas
menores e mais baixas e o símbolo positivo (+) para indicar as maiores ou mais altas
medidas. Um espaço em branco foi deixado para indicar que as medidas encontradas não
11
eram significantes. Os estudantes dos locais com lâmpadas “full spectrum”, que procura
mimetizar a luz do dia natural, tiveram os melhores resultados, enquanto que os estudantes
do local com lâmpadas de vapor de sódio a alta pressão apresentaram os piores resultados na
maioria das medições. Os autores atribuem estes resultados às características dos sistemas
de iluminação: “... parece claro que os suplementos de (radiação) UV são responsáveis pelas
diferenças nas taxas de desenvolvimento de cáries e isto pode estar ligado à estimulação da
produção de vitamina D na pele decorrente da radiação UVB. Incremento na freqüência
(provável resultado de uma boa saúde) também pode ser relacionada à produção de vitamina
D bem como aos efeitos profiláticos da luz ultravioleta sobre as bactérias. Outros achados
significantes podem estar mais relacionados à cor ou ao espectro da luz visível do que com
qualquer outro fator. O desencadear da menstruação parece se encaixar neste caso. Uma
incidência maior do que a esperada ocorreu nas escolas com iluminação “full spectrum”(i.e.,
com ênfase no azul). A incidência menor do que a espera ocorreu no local com luz amarelo-
laranja (quase monocromática). De fato, ganhos de peso, taxas de freqüência e
aproveitamento também se encaixam neste padrão – estudantes sob iluminação
convencional ou com ênfase no azul atingiram os maiores ganhos e aqueles sob iluminação
de lâmpadas de sódio de alta pressão atingiram os menores” ( in HATHAWAY, 2000,
p.23).
É importante frisar novamente que esta pesquisa não comparava medições feitas
diretamente com luz natural com lâmpadas fluorescentes. A comparação é feita entre
lâmpadas fluorescentes comuns, lâmpadas de vapor de sódio a alta pressão e as chamadas
lâmpadas “full spectrum”. As lâmpadas “full spectrum” tentam imitar a ampla gama do
espectro da luz solar, tentando abranger todos os comprimentos de onda da luz visível. Dos
resultados da pesquisa realizada com as lâmpadas foram deduzidas as comparações feitas
com a luz natural.
12
Características do
sistema de
iluminação
Local 1
Vapor de sódio
alta pressão
Local 4
Fluorescente
branca
Local 2
Full
Spectrum
Local 3 /5
Full Spectrum
+UV
Fator examinado
Cor dominante
característica da
fonte de luz
Dourada
(amarelo – laranja)
Amarelo - verde Luz do dia
(azulada)
Luz do dia
(azulada+UV)
Temperatura de cor
(K) (Luz
natural>5000)
2100 4250 5500 5500
Índice de reprodução
de cor(luz
natural=100)
21 62 91 91
Efeitos não visuais
nos estudantes
Redução no
desenvolvimento de
cáries
- na - +
Porcentagem de
freqüência
- + +
Ganho de altura - + +
Ganho de peso - +
Ganho de gordura + _ + +
Desempenho escolar - + + +
Início da
menstruação
- + +
Tabela 3 – Resumo das conclusões sobre os resultados da pesquisa. Fonte: (HATHAWAY,
2000).
13
Como resultado geral da pesquisa, os autores concluem pela qualidade da iluminação
natural, embora no estudo esta tenha sido simulada pelas lâmpadas “full spectrum”:
“Os sistemas de iluminação, na maioria das vezes, são projetados tendo-se em vista a sua
eficiência - sendo seu objetivo o de obter o máximo possível de lumens por watt. Parece que
pouca atenção é dedicada aos efeitos não visuais que a luz pode ter sobre os usuários dos
sistemas de iluminação. Este estudo aponta claramente para a simples conclusão de que os
sistemas de iluminação, não importando o quão eficientes eles são, não são neutros em
relação aos seus efeitos nas pessoas. De fato parece ser o caso de que exista uma série de
efeitos não visuais associados com os vários tipos de iluminação. Este estudo identificou um
certo número desses efeitos – diferenças na taxa de desenvolvimento de cáries, diferença nas
taxas de freqüência, diferenças em peso,altura e ganho de gordura, e diferenças de
aproveitamento escolar. Pode-se concluir desses achados que a luz natural é importante para
o desenvolvimento e o bem estar das pessoas e que aprisionar as pessoas em espaços
iluminados somente por iluminação artificial projetada para ser só eficiente caracteriza um
caso de roubalheira” ( in HATHAWAY, 2000, p.24).
2.3. A experiência do escritório Innovative Design: iluminação natural em escolas na
Carolina do Norte
O Innovative Design é uma empresa norte-americana de projetos de arquitetura com sede
na cidade de Raleigh, no estado da Carolina do Norte, especializada em projetos e
consultoria de edifícios sustentáveis. Nos últimos anos, entre os numerosos projetos
realizados, foi responsável pelos projetos “de 11 escolas iluminadas naturalmente, 38
projetos de renovação de escolas e atuaram como consultores em outros 28 projetos de
escolas com iluminação natural”. Incentivados pelo estudo “Study into the effects of light
on childrens of elementary school age: a case of daylight robbery” (item 2.2.), tomaram a
iniciativa de pesquisar a relação entre iluminação natural e desempenho escolar em três
escolas projetadas pelo próprio escritório em Johnston County, no estado da Carolina do
Norte, com os princípios da iluminação natural.
14
As escolas avaliadas foram a Four Oaks Elementary School construída em 1990, a Clayton
Middle School e a Selma Middle School construídas em 1993. Nas três escolas foi adotada
como estratégia de iluminação a disponibilidade de luz solar nos principais espaços
ocupados da escola e a instalação de iluminação zenital voltada para o sul, que foi projetada
para fornecer uma iluminância de 70 footcandles (aproximadamente 750 LUX) durante dois
terços do tempo em que os espaços seriam utilizados. Todos os dispositivos de iluminação
foram protegidos com “baffles” para evitar o ofuscamento e com sensores de luz para o
controle da iluminação elétrica. Embora não fosse parte importante da estratégia de
iluminação natural, também foram acrescentadas pequenas janelas para garantir a visão para
o exterior.
A intenção da pesquisa era a de comparar os resultados obtidos pelos estudantes das três
escolas projetadas com iluminação natural em testes padrões de desempenho aplicados pelas
autoridades educacionais com os resultados obtidos pelos estudantes de escolas de toda a
região (16 escolas elementares e 8 escolas médias). Como evidentemente existem
diferenças de aproveitamento e de capacidade entre estudantes e professores das várias
escolas, procurou-se estabelecer uma relação entre os percentuais de incremento e não nos
valores absolutos obtidos nos testes de desempenho para evitar uma falsa comparação. A
análise comparativa concentrou-se nos seguintes pontos:
- melhoria de desempenho de ano a ano em cada escola analisada
- melhoria relativa de desempenho entre as três escolas com iluminação natural
projetadas pela empresa Innovative Design e a melhoria na média das outras escolas
da região para níveis escolares semelhantes
- desempenho estudantil durante o primeiro ano em uma quarta escola, não projetada
pela mesma empresa
- melhoria relativa de desempenho em uma outra escola nova construída na região
durante o mesmo período de tempo, porém não projetada com iluminação natural
O caso da escola Four Oaks foi, segundo os autores, o mais interessante, pois como a
antiga escola havia sido totalmente destruída por um incêndio e uma nova havia sido
construída, desta vez projetada com critérios de iluminação natural. Foi possível então
avaliar o desempenho do mesmo grupo de estudantes em três condições bem distintas: uma
em um ambiente típico, como no restante da região, outra em que os estudantes
15
permanecerem durante certo tempo em salas de aulas móveis provisórias enquanto a nova
escola era construída e por fim, na nova escola com iluminação natural projetada. O
resultado (tabela 1) demonstraram que “antes de a escola ser destruída pelo fogo em 1988,
os estudantes da Four Oaks tiveram resultados no CAT 7% do que o restante do Condado de
Johnston. Quando foram relocados para salas móveis provisórias, seu desempenho caiu
dramaticamente. Nos anos seguintes a pontuação dos estudantes foi de 7% acima da norma
para 10% abaixo da norma – um decréscimo de 17%” (NICKLAS, BAILEY,1997).
Grau FourOaks/Região 87 / 88 88 / 89 89 / 90 90 / 91 91 / 92
3º Four oaks 67 61 67 79 76
Região 63 70 68 66 65
4º Four Oaks 70 55 65 70 72
Região 57 58 64 62 65
5º Four Oaks 52 61 56 66 69
Região 56 68 63 67 67
Média Four Oaks (3º- 5º) 63.0 59.0 62.7 71.7 72.3
Região (média) 58.7 65.3 65.0 65.0 65.7
Pontuação CAT
Relativo à norma + 4.3 - 6.3 - 2.3 + 6.7 + 6.6
% acima/abaixo da média + 7% - 10% - 4% + 10% + 10%
Tabela 4 – Resultados de pontuação dos testes CAT para os alunos da escola Four Oaks
em relação ao restante da região. Fonte: Innovative Design, 1997.
No ano em os estudantes mudaram-se para a nova escola e também no ano seguinte, a sua
pontuação aumentou para 9% acima da norma. Comparando-se relativamente o período de
1988, o ano em que a escola foi destruída pelo fogo, até o ano de 1992, último ano medido
na nova escola, o acréscimo na pontuação da média da região foi de 12%, enquanto para os
alunos da escola Four Oaks, este acréscimo foi de 15%.
Medições semelhantes foram feitas para as outras duas escolas de nível intermediário
projetadas com critérios de iluminação natural pelo mesmo escritório, a Clayton Middle
School e a Selma Middle School, com as ressalvas feitas para suas características
16
particulares. Os resultados apontaram um acréscimo de 5% na pontuação dos estudantes
comparados com o desempenho dos estudantes do restante da região.
A dúvida evidente que surge na comparação destes resultados é a de que se não haveria
uma melhora de desempenho escolar somente pelo fato de os estudantes mudarem para uma
escola nova, sendo ela projetada com critérios de iluminação natural ou não. Os autores
verificaram então os dados disponíveis para a North Johnston School, cujos estudantes
haviam se mudado de uma escola para uma outra nova e era de se esperar que houvesse uma
melhora de desempenho, mas isto não ocorreu (tabela 5).
Antiga North Johnston Nova North Johnston
Grau N.Johnston/Região 87 / 88 88 / 89 89 / 90 90 / 91 91 / 92
6º North Johnston 52 53 59 56 49
Média da Região 54 56 63 65 65
7º North Johnston 58 54 54 57 61
Média da Região 53 53 61 52 53
8º North Johnston 59 55 61 52 53
Média da Região 56 55 56 54 53
Média North Johnston 56.3 54.0 58.0 55.0 54.3
Região (média) 54.3 54.7 58.0 59.0 59.3
Pontuação CAT
Relativo à norma + 2.0 - 0.7 - 0.0 + 4.0 - 6.6
% acima/abaixo da
média
+ 4 % - 1 % - 0 % - 7 % - 8 %
Tabela 5 – Comparação de desempenho entre alunos da nova e da antiga North Johnston
School e o restante da região. Fonte: Innovative Design, 1997.
A conclusão a que os autores chegaram foi a de que, “embora existam muitas variáveis que
afetem o desempenho escolar, estudantes que freqüentam escolas com iluminação natural
parecem ser beneficiados por estarem em um ambiente educacional superior, naturalmente
iluminado” (NICKLAS, BAILEY,1997), conforme resumido a seguir:
17
- estudantes que freqüentavam escolas com iluminação natural superaram os das
outras escolas de 5 a 14 %. Considerando-se todas as classes das três escolas, a
média de acréscimo de desempenho foi de 4.7 %.
- quando se considera o impacto nos desempenho dos estudantes em escolas com
iluminação natural durante vários anos, o impacto é ainda maior.
- escola nova não significa necessariamente melhora de desempenho, como no caso da
North Johnston School.
- ficou claro que colocar os estudantes em escolas móveis provisórias tem um
significativo impacto negativo no desempenho deles.
Escola Anos de comparação Mudança de
desempenho
Porcentagem de
acréscimo
Four Oaks 87/88 - 91/92 + 2.3 + 3 %
Clayton 92/93 – 93/95 +1.5 + 2 %
Selma 92/93 – 93/95 + 5.2 + 9%
Tabela 6 – Resumo dos dados da pesquisa. Fonte: Innovative Design, 1997.
2.4. A pesquisa do grupo Heschong Mahone Group:
Dentre os textos pesquisados, a fonte mais citada sobre a relação entre a iluminação
natural em escolas e o desempenho de estudantes é o estudo elaborado pelo Heschong
Mahone Group, uma pequena empresa de consultoria em eficiência energética liderada por
Lisa Heschong, e que foi patrocinado pelo Califórnia Board for Energy Efficiency da Pacific
Gas and Eletric Company no ano de 1999. O estudo analisou dados de desempenho escolar
de estudantes de três distritos escolares de ensino fundamental nos Estados Unidos tentando
estabelecer uma relação com a quantidade de luz natural disponível nas salas de aula em que
estudavam. As escolas analisadas estavam localizadas em Orange County na Califórnia,
Seattle em Washington e Fort Collins no Colorado, totalizando 2000 salas de aula e 21.000
alunos. O texto do relatório final da pesquisa foi publicado sob o título “ Daylighting in
schools: an investigation into the relationship betweeen daylighting and human
18
performance”, que passou a ser divulgado pela própria empresa e pela Pacific Gás and
Eletric Company, como também foi disponibilizado por vários sites na internet relacionados
com a iluminação natural e a sustentabilidade dos edifícios.
O estudo tentava responder a questão se existia de fato um efeito da iluminação natural na
performance dos estudantes. O seu pano de fundo era a discussão ocorrida nos Estados
Unidos, e particularmente na Califórnia, nas décadas de 60 e 70, sobre a necessidade ou não
de amplas janelas nas salas de aula das escolas. O texto do relatório final da pesquisa realça
o fato de que as salas de aula construídas na Califórnia na década de 50 e no começo da
década de 60, antes da prevalência da lâmpada fluorescente, são “excelentes exemplos de
prática da iluminação natural”, devido inclusive à fiscalização de projetos do Conselho de
Educação da Califórnia para assegurar que os níveis de iluminação “standards” fossem
respeitados. Eram muito comuns as implantações de blocos separados de salas de aula com
janelas nos dois lados (HESCHONG, p.04). Durante o transcorrer da década de 60 este
postulado foi posto em dúvida. As objeções eram muitas: janelas menores reduziram as
cargas térmicas para o ar condicionado, janelas numerosas e de grandes dimensões teriam
maior custo de instalação e manutenção, blocos agrupados de salas aula sem restrições da
orientação solar economizariam terreno para serem implantadas, janelas e iluminação zenital
ofereceriam riscos à segurança, janelas poderiam ser fator de dispersão para a atenção de
estudantes, etc. Como conseqüência o projeto de salas com iluminação bilateral foi
abandonado e muitas salas de aula nesta época foram construídas com dimensões reduzidas
para iluminação natural, muitas possuíam vidros escuros e, muitas, inclusive, foram
construídas sem janela alguma (HESCHONG, p.05). Preocupada com o alastramento da
moda das escolas sem janelas, Belinda Collins, do National Bureau of Standards, comandou
em 1974 uma revisão bibliográfica de estudos sobre janelas em edifícios, concluindo que as
recomendações sobre espaços desprovidos de janelas eram infundadas (HESCHONG,
p.06).
A metodologia empregada pelo estudo procurou abarcar uma amostra de estudantes do
ciclo fundamental porque estes tendem a passar a maior parte do seu período escolar na
mesma sala de aula com o mesmo professor. Além disso, estes alunos têm um currículo
mais padronizado, o que facilita a aplicação de testes de desempenho escolar mais
homogêneos. Também as salas de aula do ensino fundamental tendem a seguir uma
19
padronização em seu projeto, com dimensões regulares. A intenção era a de comparar
resultados em testes de leitura e matemática dos alunos dos três distritos escolares com as
condições de iluminação das suas salas de aula. Dois conjuntos de dados foram então
sistematizados: o resultados obtidos nos testes pelos estudantes fornecidos pelos distritos e
outro conjunto com as informações acerca das salas de aula quanto suas dimensões de
janelas, presença ou não de iluminação zenital e dados sobre iluminação natural. Foi criada
uma base de dados com as características de cada sala de aula de cada um dos três distritos
baseada em projetos arquitetônicos, fotografias aéreas, visitas às escolas, medições de
iluminação e entrevistas com professores, administradores e funcionários. Procurou-se
caracterizar as salas de aula quanto a suas dimensões, as dimensões da escola, a data de sua
construção, a tipologia das salas e a presença, as dimensões e geometria das janelas e
iluminação zenital.
Quanto à iluminação natural, devido ao grande número de salas a serem analisadas e como
as condições de iluminação são extremamente variáveis, modificando-se durante o dia e
durante o ano escolar, o número de medições a serem realizadas e o número de combinações
das variáveis era imenso, o que poderia comprometer o andamento da coleta de dados.
Procurou-se então criar um padrão que identificasse as “oportunidades” de luz natural
durante o ano. Com a ajuda de especialistas, e baseando-se em sua experiência, tentou-se
identificar quais seriam as características mais significativas a serem medidas para tentar
identificar as condições e a qualidade da iluminação natural de um determinado ambiente.
Criou-se então uma escala de 0 a 5, que mesmo não atingindo um alto grau de precisão
servia como um “guia qualitativo” para avaliar cada sala de aula.
Uma das principais características deste estudo desenvolvido pelo Heschong-Mahone
Group para a Pacific Gas and Eletric Company, e o que o diferencia de outros estudo
semelhantes feitos sobre este assunto é cuidado no tratamento dos dados levantados pela
pesquisa e seu tratamento conforme técnicas estatísticas reconhecidas.
20
Código Grau Critério Característica
0 Nenhum Nenhum A sala não tem janelas nem iluminação zenital.
1 Ruim Insignificante Janelas ou iluminação zenitais pequenas e secundárias.
2 Pobre Pequenas áreas com pouca luz natural, ofuscamento das fontes de luz natural.
Iluminação quase sempre inadequada sem o auxílio de iluminação artificial. Ofuscamento é quase sempre um problema.
3 Médio Iluminação natural e modesta em
algumas áreas, altos contrastes.
A sala tem níveis aceitáveis de iluminação natural direta próximo das janelas ou sob iluminação zenital. Fortes gradientes de iluminação. Algumas lâmpadas elétricas podem ser desligadas ocasionalmente.
4 Bom Luz natural suficiente por alguns períodos, fortes gradientes de iluminação.
A luz natural é o componente principal da iluminação da sala, podendo ocasionalmente funcionar sem acender lâmpadas elétricas.Gradiente notável de níveis de iluminação.
5 Excelente Iluminação suficiente e uniforme na maior parte do ano.
A sala de aula é adequadamente iluminada com luz natural durante a maior parte do ano escolar. Luz natural adequada disponível em toda a sala.
Tabela 7 - Códigos da pesquisa para a iluminação natural. Fonte: Heschong Mahone Group
-1999.
Associados com esta codificação, também foram criados códigos para as aberturas. Para as
zenitais, o código indicava a sua presença e tipo. Para as janelas, o código indica seu
tamanho e sua cor. Estes códigos eram conferidos às salas pesquisadas independentes uns
dos outros. O código para a iluminação natural (Tabela 8), entretanto, era conferido
levando-se em consideração o efeito combinado da iluminação zenital e das janelas.
21
Código Grau Condição típica
0 Nenhum Nenhum
1 Ruim Uma pequena janela
2 Pobre Poucas e pequenas janelas
3 Médio Janelas modestas e/ou
pintura pesada
4 Bom Janelas grandes, pintura leve
ou de cor clara.
5 Excelente Janelas grandes dos dois
lados
Tabela 8 – Códigos da pesquisa para janelas. Fonte: Heschong Mahone Group – 1999.
Figura 1 – Iluminação zenital em sala de aula .
22
Após uma seleção dos dados coletados, foram feitas algumas reduções metodológicas,
permanecendo apenas como dados finais medições feitas com estudantes que pudessem ser
relacionados com uma sala de aula específica, permanecendo o formato final dos dados
conforme a tabela 9:
Inicial Final Escolas
Medições Escolas Salas de
aula
Medições Escolas Salas de
aula
Capistrano 13.913 27 752 8.166 24 389
Seattle 16.384 61 1003 7.491 57 537
Fort
Collins
8.408 23 NA 5.687 21 NA
Tabela 9 – Formato final do conjunto dos dados da pesquisa. Fonte: Heschong-Mahone
Group - 1999.
Segundo seus autores, o estudo começou sem a certeza de que seriam encontrados
resultados que confirmassem uma correlação entre iluminação natural e desempenho
escolar. Ao final do trabalho puderam chegar às seguintes conclusões:
- “ encontramos uma uniformemente positiva e altamente significativa correlação
entre a presença de luz natural e o desempenho dos estudantes nos três distritos
estudados.
- Concluímos que a iluminação natura, fornecida por elementos zenitais, portanto
distinta de todos os outros atributos associados com as janelas, têm um efeito
positivo.
- Concluímos que a utilização desta tecnologia, de utilizar uma grande base de dados
previamente coletados, pode ser uma ferramenta poderosa para investigar os efeitos
do meio ambiente físico no desempenho humano” (HESCHONG, p.57).
23
2.5. Conclusões
Não está claro se o benefício à saúde e, portanto, ao desempenho escolar dos estudantes,
se dá somente com a exposição à radiação solar ou a luz solar indireta por si só também
traria estes benefícios. Parece que a radiação direta e a radiação difusa Têm efeitos
diferentes sobre o ser humano. A radiação difusa, percebida como iluminação natural
indireta, está associado a um melhor desempenho visual, o que pode levar a um melhor
rendimento escolar. Ao mesmo tempo, ambientes com luz natural difusa têm aspecto
agradável e propiciam contato com exterior, o que pode influenciar o bem estar das pessoas
e, portanto, levar a um melhor desempenho.
A radiação direta, por outro lado, está associada mais com efeitos físicos nos seres
humanos. Em vários outros estudos é citada a radiação ultravioleta como a parte da luz solar
que traria benefícios à saúde quando recebida em quantidades adequadas, devido aos seus
profiláticos e germicidas. A luz visível estaria associada com o estímulo do sistema
circadiano e a sintetização da vitamina D, importante para a formação de ossos e dentes.
Entretanto, parece que a maioria dos tipos de vidro barra a incidência de raios UV. Não está
claro se a exposição esporádica à radiação solar (na hora do recreio, por exemplo) é
suficiente para atingir estes benefícios. É certo também que a exposição à radiação solar
pode trazer prejuízos à saúde. Qual seria então o limite entre o benefício e o prejuízo á saúde
causados pelas radiações UV.
Muitas escolas citadas nos estudos estão localizadas no hemisfério norte, com invernos
prolongados e pouca luz. Fica então mais evidente nestes locais o efeito estimulante da
iluminação natural em contraposição a ambientes escuros ou iluminados artificialmente.
Não é evidente que este efeito possa ser estendido a todos os locais.
Na pesquisa realizada pelo Heshong-Mahone Group foram analisados o nível de
iluminação e sua distribuição, mas não ofuscamento e outros itens referentes à qualidade da
luz natural. Parece que a qualidade da iluminação é fator determinante dos benefícios que
esta pode trazer ao desempenho e a saúde dos estudantes. Será que é possível generalizar os
resultados?
No estudo do grupo Innovative Design, a amostra estatística é muito pequena para se tirar
conclusões tão gerais.
24
III. ILUMINAÇÃO NATURAL E SUSTENTABILIDADE
3.1. Desempenho energético
“A decisão de utilizar iluminação natural na concepção do edifício tem conseqüências
financeiras. Estas conseqüências podem envolver o capital necessário para a construção, o
valor de locação ou venda, custos de manutenção, que influenciam na taxa de retorno do
investimento...” (BOYCE et all, 2003).
“A discussão sobre os impactos financeiros do uso ou não da iluminação natural está
focada no incorporador ou no proprietário, pois são eles que tomam a decisão sobre seu uso.
Existe, entretanto, uma perspectiva social para o uso da iluminação natural. Esta perspectiva
aponta para a conclusão de que o uso extensivo da iluminação natural nos edifícios conduz,
em longo prazo, a uma economia com energia mais sustentável, algo que será bom para o
meio ambiente e para a economia do país” (BOYCE et all, 2003).
Conforme o CEFPI (Council for Educational Facility Planners International), existe uma
estreita relação entre a qualidade das instalações escolares e o aproveitamento escolar dos
estudantes.
O conceito de “High Performance Schools” está relacionado não só a prédios escolares que
economizam energia, mas também que fornecem ambientes saudáveis, confortáveis e bem
iluminados onde o aprendizado possa se desenvolver prazeirosamente. Neste conceito
geralmente estão incluídos:
1. São saudáveis e produtivas para alunos e professores fornecendo:
- Grande quantidade de luz natural
- Qualidade superior do ar interior
- Um ambiente seguro
2. São “cost effective” e fáceis de operar e manter, porque seus projetos empregam:
- Ferramentas de análise de energia que otimizam o desempenho energético
- Uma abordagem do ciclo de vida do edifício que reduz o custo total da propriedade
- “commissioning process” que assegura que o edifício irá operar de maneira
consistente com o objetivo que foi projetado
3. São sustentáveis porque integram:
25
- Conservação de energia e estratégias de energias renováveis
- Sistemas mecânicos e de iluminação altamente eficientes
- Preferência a materiais que não agridem o ambiente
- Uma implantação que não agrida o entorno
- Projeto de otimização do uso da água
( in BetterBricks,2006)
“Das estratégias para o projeto das “high performance schools”, a iluminação natural pode
ser a mais significativa em termos de arquitetura e mais desafiadora, porque:
- estudos recentes mostraram que a presença de iluminação natural nas escolas está
associada com melhores resultados dos estudantes.
- A iluminação natural tem demonstrado ser uma das melhores estratégias de
conservação de energia em edifícios escolares.
- A decisão utilizar iluminação natural em um projeto de escola terá influência nas
decisões sobre os outros sistemas do edifício”(HESCHONG, 2001).
3.2.Conservação de energia em escolas americanas
Estudos de casos
3.2.1. Durant Road Midlle School – Raleigh, Carolina do Norte (Anexo 2):
Apontada em 1997 pelo Instituto Americano de Arquitetos como um edifício entre os dez
menos agressivos ao meio ambiente dos Estados Unidos.
Capacidade 1.300 estudantes
Grau 6º - 8º
Tamanho 149.250 sq.ft
Orçamento 16 milhões de dólares
Award cost 12.3 milhões de dólares
Ano de construção 1995
Economia anual estimada 21.000 dólares
26
Principais elementos de projeto:
- Orientação longitudinal leste-oeste de modo a reduzir o ganho térmico e favorecer a
colocação de iluminação zenital orientadas a norte e a sul.
- Iluminação zenital orientada a norte e a sul para as salas de aula e demais
dependências que correspondem a um acréscimo de cerca de 30% da área
envidraçada e ausência de áreas envidraçadas nas fachadas leste-oeste.
- Cobertura com barreira radiante que reflete 90% da radiação de calor.
- Utilização de vidros “low-e”, inclusive na iluminação zenital.
- Equipamento de iluminação de alta eficiência com sensores de presença e de níveis
de iluminação que ajustam automaticamente as lâmpadas fluorescentes de alto
rendimento quando necessário.
- Sistema de gerenciamento de energia que controla a quantidade de circulação de ar
externo conforme a quantidade de pessoas presentes na escola.
- Iluminação natural complementada com iluminação elétrica com controles
dimerizados que a ajustam conforme o nível de luz natural varia.
(PLYMPTON, 2000).
3.2.2. Roy Lee Walker Elementary School – McKinney, Texas.
Selecionada em 1999 pelo Comitê pelo Meio Ambiente do Instituto Americano dos
Arquitetos como um dos dez melhores edifícios do programa “Dia da Terra”, reconhecido
por seu ”projeto de arquitetura viável que protege e evidencia o meio ambiente”.
Capacidade 680 estudantes
Grau 1º - 5º
Tamanho 70.000 sq.ft
Orçamento 9.3 milhões de dólares
Ano de construção 2000
Pay-back iluminação natural (estimado) 3 – 5 anos
Pay-back outras tecnologias renováveis 10- 15 anos
27
Figura 2 – Roy Lee Walker Elementary School. Fonte:
28
Figura 3 – Roy Lee Walker School: planta e perspectiva aérea. Fonte:
29
3.2.3. Dena Boer Elementary School – Salida, Califórnia.
Capacidade 819
Grau 1º - 5º
Tamanho 47.000 sq.ft.
Orçamento 4,7 milhões de dólares
Ano de Conclusão 1997
Economia mínima anual (estimada) 9.000 dólares
Principais elementos de projeto:
- Brises com controles eletrônicos instalados nos dispositivos de iluminação zenital
para modular os níveis de iluminação natural.
- Os dispositivos de iluminação zenital possuem três camadas de material acrílico
prismático e seletivo de espectro, que refrata a luz natural pelo ambiente evitando a
incidência direta dos raios solares.
- Lâmpadas fluorescentes de alta eficiência com reatores eletrônicos colocadas entre
as aberturas zenitais.
Figura 4 – Iluminação zenital nas salas de aula da Dena Boer Elementary School. Fonte: Daylighting Initiative – Pacific and Gas and Eletric Company, 1999.
30
3.2.4. J.J. Pikle Elementary School / St. John Multipurposer Facilty – Austin, Texas.
Figura 5- Planta da J.J.Pikle E.S.: implantação em blocos separados. Fonte: Capacidade 720 – 800 estudantes Grau 1º - 5º Tamanho 115.000 sq.ft. (68% de área p/ escola) Orçamento 13,4 milhões de dólares Ano de conclusão 2001 Economia anual estimada 32.000 dólares Principais elementos de projeto:
- Orientação do edifício de modo que a luz natural incida nas fachadas norte e sul, onde são fáceis de controlar, e não nas fachadas leste e oeste onde tem maior ganho de calor.
- Iluminação zenital com placas de policarbonato voltada para a orientação sul - Todas as janelas possuem na altura da linha de visão vidro verde com absorção de
raios infravermelhos, o que é efetivo para o clima de Austin. - As salas de aula da fachada norte possuem janelas altas tipo “studio” que permitem
que a luz natural penetre no fundo da sala. - Implantação no formato de “finger plan”.
31
3.2.5. As escolas analisadas pelo grupo Innovative Design:
A empresa de arquitetura americana Innovative Desing Inc., que realizou uma pesquisa
sobre os efeitos da iluminação no bem estar e no desempenho dos estudantes em escolas
projetadas pela própria empresa em Johnston County na Carolina do Norte (item 2.3.),
utilizou estas mesmas escolas para fazer uma análise da conservação de energia em
comparação com outras escolas da mesma região que não utilizavam a iluminação natural
como norteadoras do seu projeto. Os dados foram levantados durante um ano, entre julho de
1993 e junho de 1994, com exceção da escola Four Oaks (Apêndice 1) cujos dados foram
levantados entre 1991 e 1992. Foram incluídas nesta pesquisa outras duas escolas projetadas
pela mesma empresa: Durant Road Middle School (Apêndice 2) e Clayton Elemetary
School, também no estado da Carolina do Norte. As informações sobre custos e consumo de
energia foram fornecidas “Johnston County School’s Maintenace Department”.
As principais características dos projetos destas escolas eram que procuravam
principalmente a orientação norte-sul para as salas de aula, possuíam iluminação zenital com
proteção de tecido translúcido para evitar a radiação direta do sol sobre o plano de trabalho,
sensores de luz para ativar a iluminação elétrica como complemento da iluminação natural,
persianas para escurecer as salas quando necessário. As escolas foram projetadas com a
intenção de obter mais de 70 footcandles através da iluminação natural durante mais de dois
terços do tempo de utilização da escola (NICKLAS, BAILEY,1997).
A tabela a seguir mostra uma comparação entre os dados das escolas da mesma região da
Carolina do Norte projetadas com iluminação natural e as que não foram, no decorrer do
período de tempo abrangido pela pesquisa. Os dados para as escolas grifadas em negrito
representam as escolas projetadas pela empresa Innovative Design desde o ano de 1990.
Para uma melhor leitura dos resultados da pesquisa é importante frisar que no caso
específico destas escolas, elas eram equipadas com sistema de ar condicionado.
Tradicionalmente, o maior item de consumo de energia em escolas é o do sistema de
iluminação artificial.
32
Escola
Média/Intermediária
BID Sq.ft. $ / Sq.ft.
Clayton 91 120.000 $ 65,26
Selma 92 98.000 $ 71,89
Carrboro 92 136.266 $ 81,17
Davis Drive 93 132.000 $ 70.79
Durham 93 290.046 $ 72,35
Durant Road 94 148.500 $ 83,04
Chapel hill 94 191,569 $ 107,19
Escola Elementar BID Sq.ft. $ / Sq.ft.
Four Oaks 90 120.000 $ 55,02
Cleveland 93 103.079 $ 71,93
Davis Drive 93 76.000 $ 72,57
Eastway 93 78.000 $ 83,22
Oak Grove 94 77.586 $ 90,95
Hodge Road 94 75.070 $ 89,37
Weatherstone 94 75.070 $ 93,18
Clayton 95 96.800 $ 90,75
Tabela 10 – Comparação entre as escolas convencionais e as escolas projetadas com
iluminação natural pelo grupo Innovative Design. Fonte: NICKLAS, BAILEY-1997.
Uma questão sempre presente nesta discussão é a do custo das obras projetadas com os
princípios e dispositivos para iluminação natural. Entende-se que para obter uma melhoria
nas condições da iluminação natural dos edifícios é necessário investir em janelas, vidros
eficientes, dispositivos de iluminação zenital, sistemas de iluminação artificial eficiente com
sensores de presença e de níveis de iluminação que os adaptem à disponibilidade de luz
natural. Estas medidas têm que ser tomadas em conjunto, pois isoladamente não surtem
33
efeito. Como o investimento nesses itens não estão previstos nos orçamentos iniciais das
obras convencionais, seria de se supor que os edifícios que deles se utilizam seriam
logicamente mais caros. Segundo os autores, entretanto, os custos dos componentes de
iluminação natural acrescentaram pouco ao orçamento inicial destes projetos, como se pode
ver na comparação feita na Tabela 11. Além disso, há que se levar em consideração não
apenas os valores absolutos, mas também compara-los com os outros itens do orçamento
inicial. Para o projeto da Durant Road Middle School (Apêndice 2), por exemplo, conforme
afirmam os autores: “Através de uma extensiva estimativa de custo feita por empresa
independente de orçamentos para a construção, foi determinado que o custo adicional dos
componentes para iluminação natural totalizou 230 mil dólares. Entretanto, se
contabilizarmos a economia de 115 mil dólares pela redução em equipamentos mecânicos e
sistemas elétricos devido à diminuição da carga térmica e da necessidade de luminárias, o
custo líquido adicional no projeto seria de 115 mil dólares – menos de 1% do custo total da
construção. O projeto inteiro, quando finalizado, ficou 5% abaixo do orçamento estimado e
o investimento feito na relação iluminação natural / energia, quando comparado com outras
escolas típicas da região, retornará para o sistema escolar em menos de um ano”
(NICKLAS, BAILEY-1997).
Medindo o consumo de energia, devido à iluminação artificial e ao ar condicionado, os
autores traçaram alguns cenários com metodologias diferentes para comparar o consumo de
energia em escolas convencionais e nas escolas projetadas com os princípios da iluminação
natural, conforme tabela abaixo.
34
Escolas com
iluminação
natural /
Consumo de
energia($/sq.ft.)
Custo com toda
a iluminação
externa incluída
Custo se todas as
escolas tivessem
a mesma taxa de
$0,09/ Kwh
Custo com a
mesma taxa de
consumo e
iluminação
externa subtraída
Custo com
consumo
estimado para
anos climáticos
típicos
Clayton Middle 0,90 0,90 0,84 0,71
Selma Middle 0,97 0,92 0,90 0,77
Média 0,94 0,91 0,87 0,74
Escolas sem
iluminação
natural
North Middle 1,00 1,03 1,00
Smithfield
Middle
1,42 1,17 1,14
Smithfiel-Selma
HS
1,43 1,22 1,12
South HS 1,20 1,29 1,23
Média 1,26 1,18 1,12
Economia de
energia / sq.ft.
0,32 0,27 0,25
Tabela 11 – Consumo de energia em escolas com iluminação natural em Johnston County
entre julho de 1993 e junho de 1994. Fonte: NICKLAS, BAILEY-1997.
Dos dados analisados, os autores concluem que “...a economia de energia, medida
comparando-se as escolas com e sem os princípios da iluminação natural, de $0,32/sq.ft....”
pode ser vista como o mínimo , desde que as novas escolas têm um uso adicional que, se
descontado do cálculo, aumentaria o índice de economia. Como conclusão geral do estudo,
35
estimam que “...a iluminação natural, mesmo excluindo-se todos os ganhos relativos à saúde
e à produtividade, faz sentido do ponto de vista do investimento financeiro. As escolas com
iluminação natural analisadas no estudo indicaram redução do custo de energia entre 22% e
64% em relação às escolas convencionais. Com o retorno de investimento estimado em
menos de três anos para as novas escolas, os benefícios para o sistema educacional são
enormes. Na Carolina do Norte, uma escola média de cerca de 12.000 m² que incorpore um
sistema de iluminação natural bem integrado pode economizar 40.000 dólares por ano em
relação às de construção convencional. E se os custos de energia subirem 5% ao ano, a
economia só nesta escola será de mais de 500.000 dólares nos próximos dez anos”
(NICKLAS, BAILEY,1997).
3.2. A pesquisa no Brasil.
Uma das primeiras pesquisas sistemática a abordar a questão do conforto ambiental, dentre
eles o conforto luminoso, nas escolas da rede pública do estado de São Paulo foi o estudo de
1995, intitulado “O desempenho dos edifícios da rede estadual de ensino – o caso de São
Paulo. Avaliação técnica: primeiros resultados”; coordenado pelos professores da FAU
Sheila Orstein e José Borelli Neto. A metodologia utilizada foi uma “avaliação pós-
ocupação tipo walktrough”, conforme definida pelos seus autores, ou seja, uma avaliação
técnica de curto prazo onde a ênfase não está na avaliação dos pontos de vista dos usuários
(ORNSTEIN, BORELLI, 1995). Foram levantadas 27 escolas, todas construídas após o
ano de 1950, o que representava 1% das escolas públicas de 1º e 2º graus do município e da
grande São Paulo. Entre os diversos itens de avaliação dos edifícios, como sistema
estrutural, tipologia construtiva, acabamentos, instalações, funcionalidade, foram analisados
também os itens de conforto ambiental e, entre eles, o desempenho da iluminação natural e
artificial. Em relação à iluminação natural, os dados apontaram um resultado que os autores
consideraram satisfatório: “De um modo geral, e como resultado das primeiras vistorias
realizadas, tem-se que em mais de 55% das escolas, objeto de estudo, a iluminação natural
foi considerada ótima e/ou satisfatória, segundo uma escala semântica de 4 pontos (‘ruim’,
‘insatisfatória’, ‘satisfatória’ e ‘ ótima’)...” (ORNSTEIN, BORELLI, 1995). Como não
36
existe uma maior definição de critérios de medição da luz natural, é de se supor que os
dados coletados dizem respeito aos níveis quantitativos de iluminação e não exatamente a
critérios qualitativos. Na seqüência, são apresentados dados de “Conforto Lumínico –
problemas gerais” que apontam para a evidência de que talvez esses níveis estejam acima do
desejável, com marcas de quase 40% das escolas levantadas com ofuscamento no plano de
trabalho e mais de 60% de incidência direta de radiação solar no plano de trabalho, o que
segundo os autores representam “...alguns itens de desempenho ineficiente localizados”
(ORNSTEIN, BORELLI, 1995). Em relação à iluminação artificial, os autores consideram
que os valores encontrados apontam resultados ainda mais satisfatórios, com 70% das
escolas levantadas com níveis de iluminação ótimo e/ou satisfatória, segundo a mesma
escala semântica apresentada, resultado ao qual atribuem ao fato de 80% das escolas serem
pintadas com cores claras. Com o estágio atual das pesquisas, entretanto, seria possível
considerar que talvez os dados encontrados apontem para um desequilíbrio nas condições de
iluminação das escolas levantadas, com a falta de controle da incidência direta da luz do sol
no trabalho o que, ao mesmo tempo em que promove altos índices de iluminância, pode
também produzir ofuscamento e desconforto. Quanto à iluminação artificial, como existe
esta exuberância de luz natural, talvez poderia estar sendo utilizada em excesso, causando
desperdício de energia. A pesquisa previa um item de avaliação de conservação de energia
que, entretanto, “não foi tabulado, pois as informações encontradas não foram suficientes e
confiáveis” (ORNSTEIN, BORELLI, 1995).
As pesquisas em relação à iluminação natural em projetos de edifícios escolares no Brasil,
entretanto, parece que têm se desenvolvido principalmente em relação ao potencial de
conservação de energia nas escolas. Ultimamente foram publicados inúmeros trabalhos
relacionados ao assunto, geralmente concentrados em trabalhos acadêmicos de artigos, teses
e dissertações. A vantagem evidente da utilização de uma estratégia de iluminação natural
nas escolas brasileiras é, em primeiro lugar, que o gasto em energia elétrica se deve
principalmente aos sistemas de iluminação artificial. Em segundo lugar, a característica de
uma grande rede pública na qual estas escolas estão estruturadas aponta para um enorme
potencial de conservação de energia.
Ghisi e Lamberts, por exemplo, fizeram uma avaliação das condições de iluminação
natural nas salas de aula da Universidade Federal de Santa Catarina em 1997 para avaliar o
37
potencial de economia de energia elétrica através da redução do uso da iluminação artificial.
A colocação dos autores vai no sentido de deixar claro que a utilização da luz natural por si
só não promove conservação de energia, mas que esta só ocorre quando é possível reduzir a
carga da iluminação artificial através da sua utilização. Uma outra característica da luz
natural, segundo os autores, é que esta é termicamente mais eficiente que a iluminação
artificial e, portanto, “ a carga térmica inserida no ambiente pela iluminação natural é menor
do que a criada pela artificial” (GHISI, LAMBERTS,1997). Para ilustrar esta afirmação,
mostram as faixas de eficiência luminosa para iluminação natural citada por PEREIRA
(1992), conforme tabela abaixo:
Condições de iluminação natural Eficiência luminosa (lm/W)
Sol direto (altitude solar 60°) 67 a 70
Radiação global com céu claro 95 a 125
Radiação difusa com céu claro 100 a 145
Céu encoberto 100 a 130
Tabela 12 – Eficiência luminosa da iluminação natural.
Em outra tabela mostram, para comparação, as faixas de eficiência luminosa para
lâmpadas fluorescentes conforme dados fornecidos na época por catálogos dos fabricantes.
Fica evidente então que a substituição de parte da iluminação artificial pela luz natural ajuda
a reduzir a carga térmica, permitindo reduzir as cargas para dimensionamento de sistemas de
ar condicionado, nas escolas que os utilizam, aumentando significativamente o potencial de
conservação de energia.
Lâmpadas Eficiência luminosa (lm/W)
Fluorescente de 30W 67 a 70
Fluorescente de 32W 66 a 95
Fluorescente de 34W 71 a 93
Fluorescente de 40W 53 a 92
Fluorescente de 58W 69 a 90
Fluorescente de 65W 68 a 69
Tabela 13 – Eficiência luminosa de lâmpadas fluorescentes. Fonte: (GHISI,1997).
38
As medições foram realizadas em 4 salas de aula de dimensões e condições semelhantes,
porém com orientações diferentes. Os dados aferidos de iluminação natural foram tratados
estatisticamente e comparados com a recomendação da NB-57 de 300 lux de iluminação
média para salas de aula. Como estas medições foram feitas em um edifício em que a
iluminação artificial é responsável por 70% do consumo de eletricidade, os autores
concluem que a economia neste bloco devida a iluminação natural é de 17,5%. Extrapolando
para o restante do campus, onde o “o uso final de iluminação é de 63% e as salas de aula
respondem por 23% de sua área construída”, concluem que a economia total no consumo
seria de 3,6% (GHISI, LAMBERTS,1997). Comparando com outras áreas e generalizando
o resultado, os autores afirmam que “...a economia gerada nas tarifas de energia elétrica do
campus do aproveitamento da iluminação natural em salas de aula e atividades
administrativas seria de 9%”. Como o campus da UFSC apresenta um consumo anual de
10GW, esta economia seria de 0,9 GW ao ano, ou seja, R$ 88.650,00 de economia por ano
em valores referenciados no ano de 1996 (GHISI, LAMBERTS,1997).
O desperdício de energia na iluminação de escolas, principalmente as da rede pública, é
quase sempre causado pela sobreposição da iluminação artificial e natural em ambientes nos
quais a iluminação elétrica poderia ser reduzida ou otimizada, conforme constataram
PEDROSA et alli em um artigo para ENCAC 2003 onde analisaram o desempenho
luminoso de uma sala de aula do CEFET em Minas Gerais. Esta análise foi feita através da
avaliação de dados de iluminância no interior das salas obtidos em medições com luzes
apagadas e acesas. Comparando os dados obtidos com os valores estabelecidos por norma,
os autores constataram que as medições realizadas com as luzes acesas apresentavam níveis
de iluminância muito acima do estipulado, enquanto que nas medições efetuadas com luzes
apagadas os níveis de iluminância eram suficientes em pontos próximos às janelas, decaindo
para o interior da sala, onde poderia ser complementado com a luz artificial. Nas áreas
adjacentes as janelas o nível era acima do máximo desejável, podendo acarretar
ofuscamento. Juntando-se a isto fato de que as luminárias estavam fora das especificações
corretas e necessitando de revisão, constataram que o ambiente, além do desperdício de
energia, poderia também causar desconforto luminoso.
39
“ Grande parte dos projetos de escolas públicas não consideram aspectos como: níveis
adequados de iluminação nas salas, possíveis condições de ofuscamento e incidência direta
solar (Labaki, 2001). Além disso, raramente nesses projetos é considerada a contribuição da
luz natural e conseqüente economia de energia, seja por desconhecer a sua importância ou
por não possuir verbas para investir na compra de equipamentos mais adequados (dimmers,
sensores,etc.)” (PEDROSA et alli, 2003).
É importante frisar que tal estratégia representa um grande potencial de conservação de
energia ao reduzir o consumo de energia elétrica. ROMERO (1994) verificou que o sistema
de iluminação da Universidade de São Paulo é responsável por 65,5% do consumo total do
campus. Nas escolas brasileiras, segundo a ABILUX (1995), a iluminação artificial pode ser
responsável por até 90% do consumo de eletricidade. Em um artigo apresentado no NUTAU
2002, VIANA et alli (2001) avaliaram a iluminação natural das salas do edifício
administrativo do CEFET de Belo Horizonte e concluíram que seria possível desligar 480
lâmpadas de 40W, o que representou uma economia de U$ 272,40 mensais.
Multiplicando-se esta potencialidade pela rede de milhares de escolas pelo estado, pode-se
ter uma enorme economia que pode ser revertida para a construção e adequação de mais e
melhores escolas.
Existe um equívoco que se repete na maioria dos projetos das escolas públicas brasileiras
que é o de projetar a iluminação artificial para ser utilizada durante todo o período escolar,
fato este agravado pela não existência de interruptores nas salas de aula, o que impede o
usuário de manipular o acender e apagar das lâmpadas que permanecem assim acesas todo o
tempo. Em um artigo do JB On-Line afirma-se que nas 1029 escolas municipais foram
projetadas salas de aula sem interruptores, causando um gasto de R$ 6 milhões por ano em
eletricidade, segundo Jorge Forbes da Rio Urbe, com maior evidência nos CIEPs, por
causas de seu tamanho. Como diz o diretor do Departamento Geral de Infraestrutura da
Secretaria de Educação do Rio de Janeiro: ''Era uma medida para economizar. Acreditava-
se que com isso evitaríamos que as lâmpadas se queimassem mais rápido. Impediria que os
estudantes ficassem brincando de ligar e desligar a iluminação das salas''. (JB Online –
Especial Racionamento).
40
IV. PROJETO DE ILUMINAÇÃO NATURAL EM ESCOLAS
4.1. Exemplos de escolas americanas
Segundo estimativas do governo federal americano, entre os anos de 2000 e 2007 serão
construídas cerca de 5.000 novas escolas para suprir a demanda de novos estudantes desde o
jardim de infância até o final do ciclo básico. O Departamento de Energia dos Estados
Unidos (DOE) estima que as escolas americanas gastam em torno de seis bilhões de dólares
por ano em energia e cerca de 25% deste valor, ou seja, um milhão e meio de dólares
poderia ser economizado todo ano por meio de “melhores projetos dos edifícios,
disponibilidade de eficiência energética e tecnologias de energias renováveis”. Para atuar
neste sentido, o DOE criou em 1994 o programa “Energy Smart Scholls”, que faz parte de
um programa nacional “Rebuild América”, orientado para os estados e as comunidades do
país se organizarem para conseguir “economizar energia, melhorando o desempenho de
edifícios, diminuindo a poluição do ar através da redução de demanda por energia, e
melhorando a qualidade de vida através de eficiência energética e tecnologias de energias
renováveis” (www.energysmartschools.gov ).
Segundo o CHPS ( Colaborative for High Performance Schools) somente no estado da
Califórnia cerca de 100.000 novos estudantes adentram o sistema de ensino todo ano. Este
fluxo é aumentado ainda pela constante migração e deslocamento das populações. O sistema
educacional da Califórnia é o maior do país, 1 em cada 8 estudantes do sistema educacional
americano está na Califórnia, sendo que em torno de 6,2 milhões de pessoas, entre
estudantes, professores e funcionários, freqüentam os edifícios escolares na Califórnia. O
estado gasta anualmente cerca de 700 milhões de dólares em energia e o Departamento de
Energia estima que de 20 a 40% deste valor poderia ser economizado através de projetos
que melhorassem o desempenho energético dos edifícios escolares.
Analisando-se os dados para a Califórnia e fazendo-se uma projeção para o total das escolas
dos estados que compõe a nação americana, entende-se perfeitamente a preocupação e o
esforço do governo para montar um plano nacional de conservação de energia.
41
4.1.1. North Clackamas High School, Clackamas, Oregon.
Esta escola foi escolhida em 1996 pela “entidade Energy Foundation” dos Estados Unidos
para servir como exemplo de edifício sustentável com um desempenho excepcional em
relação à conservação de energia. Conforme ensaios feitos anteriormente na fase de projeto
com o programa DOE-2, a Clackamas High School será capaz de economizar energia a uma
taxa de 40% abaixo dos índices exigidos pelos códigos de energia do estado do Oregon, nos
Estados Unidos. Conforme a modelagem do DOE-2, os ganhos anuais em energia em
relação às escolas tradicionais serão de 275.000 kW/h em iluminação, 315.000 kW/h em
ventiladores e bombas, 150.000 kW/h em refrigeração e 27.000 therms (2.7 bilhões BTUs)
(Cameron Burns- RMI, 2002).
A escola foi projetada segundo os conceitos de edifícios sustentáveis levando-se em
consideração o edifício como um todo e seu entorno. Um estudo cuidadoso da implantação
relaciona o edifício com o seu entorno e o clima local (Figura 6). O edifício foi orientado
em um eixo leste-oeste em relação ao terreno de modo a otimizar a iluminação natural, a
ventilação e o acesso e controle da insolação. O acesso de luz natural ao interior diminui a
carga térmica e os custos energéticos devidos à iluminação artificial. Sensores automáticos
de presença, luz e dióxido de carbono fazem com que ar e luz sejam fornecidos somente
quando necessários.
42
Figura 6 - North Clackamas: implantação e entorno.
Figura 7 – North Clackamas: esquema de iluminação natural e prateleiras de luz das salas
de aula.
43
A intenção do projeto é de a escola seja durável, flexível e fácil de manter. Juntamente
com outras estratégias de edifícios sustentáveis, como o uso de energia renovável, materiais
recicláveis de baixa toxidade, análise do ciclo de vida e da eficiência energética, ventilação
natural, a estratégia para a iluminação natural tem um papel central na concepção do projeto.
Janelas, iluminação zenital e prateleiras de luz fornecem luz natural e vista para o exterior
para 90% dos espaços ocupados. Foi prevista uma pequena instalação fotovoltaica na
cobertura com previsão de ampliação, se necessário.
Figura 8 – North Clackamas: espaços interiores iluminados com luz natural.
44
North Clackamas
45
4.1.2. Ash Creek Intermediate School – Independence, Oregon.
Fig. 9 – Ash Creek – vistas externas.
A escola Ash Creek representa tudo aquilo que se pode esperar de uma escola sustentável:
usa recursos e energia eficientemente, é fácil e barata para manter e fornece um ambiente
confortável, estimulante e saudável para funcionários, professores e estudantes.
Melhor de tudo: não custa mais para construir do que uma escola convencional
(BETTERBRICKS, 2006).
46
Figura 10 – Janelas altas proporcionam distribuição uniforme de luz natural.
O edifício da escola Ash Creek tem um desempenho energético 30% mais eficiente do que
o exigido pelos padrões do código de edificações do estado do Oregon nos Estados Unidos,
que foi reconhecido como um dos melhores códigos do país. Grande parte desse
desempenho se deve à estratégia de iluminação natural adotada em seu projeto. O nível de
iluminação é o aspecto mais visível do projeto diferenciado para quem adentra a escola
(figuras 9 e 10). A estratégia do projeto foi pensada de forma a permitir o acesso da luz
natural no interior do edifício de várias maneiras:
- a escola térrea tem orientação norte-sul de modo a obter a máxima, mais controlada
e mais balanceada luz natural.
47
- Iluminação zenital, janelas colocadas no alto de grandes pés direitos nas circulações
e no centro de “mídia”.
- Os centros de mídia têm iluminação zenital com isolamento térmico que torna a luz
natural difusa.
- O ginásio de esportes tem janelas altas para permitir a penetração da luz.
- As salas de aula têm tubos condutores de luz natural que são menores em diâmetros
do que dispositivos de iluminação zenital e são fabricados com materiais refletivos
que trazem a luz direta do sol e a luz ambiente para o interior da sala através do
forro. Um difusor espalha a luz pelo ambiente.
- Prateleiras de luz acrescentam luz ao interior das salas de aula, onde são colocadas
tanto no seu exterior quanto no seu interior. Colocadas a um terço da altura das
janelas, refletem luz para o forro das salas , que a reflete para fundo do ambiente.
- As salas de aula possuem lâmpadas fluorescentes de alta eficiência com sensores
automáticos que as desligam quando os níveis de iluminação natural são suficientes
ou quando as salas estão desocupadas.
- As janelas com orientação leste-oeste têm vidros translúcidos de modo a reduzir o
ganho de calor no interior do edifício.
- Painéis de cores suaves são colocados nas áreas comuns para defletir a luz que
penetra no edifício, ao mesmo tempo em que têm a função de melhora a acústica do
ambiente.
- As aberturas para iluminação natural nas salas de aula também favorecem a
ventilação natural: possui janelas operáveis e ventilação pelo teto em cantos opostos
da sala de modo a permitir a ventilação cruzada. Com a utilização da ventilação
natural, somente poucas áreas no interior do edifício requerem o uso de ar
condicionado.
- Os pisos e as paredes são tratados com materiais fáceis de manter e com cores claras
de modo a refletir o máximo possível a iluminação natural. (Greg Churchill –
Oregon Office of Energy).
A escola recebeu um prêmio na área da energia concedido pelo Oregon Office of
Energy, quando foi enfatizado que o seu projeto era um ganho para a comunidade
porque evidenciava o ato de ensinar e aprender, reduzia os custos de operação e protegia
48
o meio ambiente. Como disse Forrest Bell, superintendente deste distrito escolar: “ Não
estamos querendo uma peça de exibição. Queremos um espaço flexível e funcional que
possa nos servir por mais cem anos” (Churchill –2002).
Figura 11 – Interior das salas de aula da Ash Creek School. Fonte: Boora Architects.
49
4.1.3. Dalles Middle School – The Dalles, Oregon.
Figura 12 – Dalles Middle: brises verticais e iluminação zenital.
Esta escola no estado norte-americano do Oregon, que tem quase 9.000 m², foi concluída
no ano de 2002 e recebeu o prêmio “Green Building Council’s Gold Certification for
Leadership in Energy and Environmental Design”, tornando-se a primeira escola do estado a
ser certificada pelo LEEDS. Contrariando a idéia de que escolas projetadas para serem
iluminadas naturalmente custariam necessariamente mais caro e apesar de todas as
instalações previstas no projeto para atingir a certificação LEEDS, a obra custou cerca de 86
50
dólares a menos por metro quadrado construir do que a média das escolas do estado do
Oregon e ficou pronta em apenas um ano.
Os arquitetos, com a cooperação do Laboratório de Iluminação Natural de Seattle, criaram
uma estratégia que fornece luz natural de alta qualidade a toda a estrutura de dois
pavimentos. A orientação da escola e os dispositivos de iluminação natural oferecem uma
visão do exterior para 90% dos ambientes ocupados, ao mesmo tempo em que reduz o uso
anual de iluminação elétrica em 56%. Esta luz natural e balanceada é obtida através de
dispositivos como grandes janelas energeticamente eficientes, iluminação zenital e
condutores tubulares de iluminação natural. Prateleiras de luz foram colocadas na parte
superior das janelas para refleti ra a luz que entra para o teto, ao mesmo tempo em que
sombreiam a parte inferior. Lâmpadas fluorescentes de alto desempenho com sensores de
presença e sensores de luz natural ajudam a economizar energia. A escola foi projetada para
ser pelo menos 46% mais eficiente do que uma escola projetada de acordo com o código
energético do estado de Oregon, economizando cerca de 49.500 dólares por ano de energia.
Além disso, esta estratégia ajudou os projetistas a reduzir cerca de 200.000 dólares do custo
inicial da obra pela redução do dimensionamento do sistema de iluminação elétrica e do
sistema de ar condicionado.
51
4.1.4. Joan Austin Elementary School – Newberg, Oregon.
Figura 13 – Áreas envidraçadas e superfícies claras difundem a luz natural.
Esta escola de mais de 5.000 m², projetada para abrigar 550 estudantes, possui grandes
áreas envidraçadas, uso de tubos que conduzem a luz do sol para o interior das salas de aula,
iluminação zenital no ginásio de esportes, que iluminam com luz natural os espaços
interiores, necessitando de pouca ou nenhuma iluminação artificial durante o dia. O
tratamento das superfícies internas e externas com materiais de cores claras e de fácil
52
manutenção ajuda a difundir a luz natural ao mesmo tempo em que são fáceis de manter. A
integração de sistemas e materiais de grande desempenho promove uma significativa
economia de energia, diminuindo dos custos de operação e manutenção ao longo do ciclo de
vida do edifício.
Figura 14 – Tubos através do teto conduzem a luz natural para os espaços internos.
53
4.1.5. Giaudrone Middle School – Tacoma, Washington.
Figura 15 – Esquema de estratégia de iluminação natural.
Esta escola, com mais de 11.000 m², foi concluída em agosto de 2003. Projetada pela
empresa Northwest Architectural Company com assessoria do Laboratório de Iluminação
Natural de Seattle, está prevista para economizar 35% a mais de energia do que escolas que
apenas seguem o código energético local. Estes resultados são obtidos principalmente
através de uma estratégia de otimização da iluminação natural. A distribuição desta
iluminação é obtida através de brises externos às janelas, prateleiras de luz internas e vidros
de alta performance. Os espaços maiores utilizam uma combinação de iluminação zenital
com janelas altas laterais para que a luz penetre fundo no ambiente. A iluminação elétrica é
controlada através de fotosensores e dimmers que a ajustam automaticamente à iluminação
natural, economizando energia.
54
4.2. Exemplos de escolas brasileiras
As experiências em escolas brasileiras, poucas das quais resultaram em construção efetiva,
estão mais relacionadas às tentativas de dotar os edifícios escolares de sustentabilidade. Alguns
exemplos são notáveis, embora não exista nenhum esforço organizado no sentido articular um
movimento par dotar os projetos de escolas com técnicas de sustentabilidade e conservação de
energia. Ainda é incipiente, ou quase inexistente, o número de projetos que tem como estratégia
a iluminação natural. Os poucos exemplos aqui mostrados têm o mérito de evidenciar o
potencial que uma política deste tipo teria no Brasil.
4.2.1. Escola Modelo - Curitiba
Com o patrocínio do Rock Mountain Institute (RMI), há cerca de um ano e meio foi feito
um levantamento nas escolas de Curitiba e no estado do Paraná para se verificar quais eram as
possibilidades de utilização de técnicas de “green buildings” para melhorar estas instalações
escolares. Juntamente com representantes do município e do estado, técnicos do RMI
desenvolveram um modelo de escola que utiliza 75% menos energia do que os modelos atuais.
A prefeitura financiaria a construção do modelo, após o que o RMI planejou um monitoramento
pelo período de um ano do desempenho energético, do consumo de recursos e do desempenho
dos estudantes. A intenção é que este modelo se torne um protótipo para escolas financiadas
pelo governo federal.
Como diz Cameron Burns do RMI: “O trabalho do RMI no Brasil, com o modelo da “green
school” de Curitiba, está apenas em sua infância, mas poderá ter um potencial global. Em todo o
mundo, cada vez mais escolas estão estendendo seus horários de funcionamento, reduzindo o
tamanho das classes e empregando outros meios – como o monitoramento individual – para
melhorar o ensino. Esta melhoria coloca grandes demandas para o espaço físico e para o
consumo de energia, ironicamente deixando menos dinheiro para livros e outros aspectos que
afetam diretamente a educação. Nos próximos anos, o projeto de escolas de alto desempenho
(high performance schools) serão um dos aspectos mais importantes da educação, juntamente
com livros, professores e currículos de melhor qualidade” (BURNS-RMI, 2002).
55
Figura 16 – Iluminação natural de sala de aula antes e depois da instalação de prateleiras de luz.
Na foto à direita: instalação de prateleira de luz de baixo custo.Fonte: Rock Mountain Institute,
2002.
4.2.2. Escola Mínima Energia - Rio de Janeiro
Figura 17 – Maquete e perspectiva do conjunto da Escola Mínima Energia.Fonte: LAAR, 2005.
56
Esta escola de 11.000 m² , prevista para abrigar 1.200 estudantes, foi projetada em 2003 e
recebeu vários prêmios, sendo o mais importante deles o Prêmio Prata – categoria América
Latina do ” Holcim Awards for Sustainable Construction” patrocinado pela Holcim Foundation,
com base em Zurique, na Suíça, talvez hoje um dos mais importantes prêmios internacionais na
área das construções sustentáveis. O foco do projeto, segundo seus autores, está no conforto dos
usuários e no baixo consumo de energia, com a opção de poder se tornar completamente
autônoma em relação à energia no futuro.
Para alcançar este objetivo, o projeto utiliza uma estratégia integrada que contém:
- melhora do micro clima local
- ventilação natural
- iluminação natural e sombreamento
- superfícies construídas com massa térmica mínima e albedo otimizado
- otimização da iluminação artificial com a utilização sensores de luz natural
- energia solar
Em relação à iluminação natural, e ao sombreamento, foram previstos brises-soleils para as
fachadas por meio de ensaios computacionais em softwares avançados, como o Radiance, Na
premiação o júri destacou o intensivo estudo da adaptação do edifício às mudanças das
condições de luminosidade durante o ano.
O tratamento das fachadas, em conjunto com o arranjo dos blocos do edifício na implantação,
proporciona uma autonomia de luz natural durante o ano em 86% das salas de aula. Devido à
estratégia combinada de melhoria do micro-clima, ventilação natural, sombreamento e
tratamento térmico das superfícies externas, o edifício não necessita de ar condicionado, mesmo
num clima como o do Rio de Janeiro.
Segundo dizem os seus autores no memorial de apresentação: “Em vez de gastar 25% do custo
da construção em sistemas de ar condicionado, custos altos de energia e investimentos, em
vidros especiais, por exemplo, este projeto investe em sistemas de controle da luz natural,
melhorias no micro-clima, tetos verdes, melhoria do desempenho dos usuários devido à
iluminação natural e a ausência de doenças relacionadas ao ar condicionado. Uma necessidade
mínima de uso da iluminação artificial coloca o uso de painéis fotovoltaicos para uma
autonomia energética em patamares economicamente viáveis”.(LAAR, 2005)
57
Figura 18 – Simulações computacionais para iluminação natural e energia térmica para a
Escola Mínima Energia. Fonte: LAAR, 2005.
58
4.2.3. Projeto Escola Modular - Rio de Janeiro
Figura 19 – Prédio das escolas Rhaquel de Queiroz e Tia Ciata, no Rio de Janeiro. Fonte:
Arcoweb.
A RioUrbe é a empresa municipal da cidade do Rio de Janeiro responsável pela implantação
da rede pública de ensino da cidade. Através da sua Coordenação de projetos Especiais,
formulou no ano de 2001 o programa das escolas modulares denominado de Projeto Escola
Padrão com o objetivo de ampliar a rede de escolas com melhor qualidade, incorporando
ambientes para novas necessidades como salas de leitura, vídeo e informática. A autora do
projeto arquitetônico, a arquiteta Teresa Rosolem de Vassimon declarou que o projeto visava
59
principalmente a atender às necessidades do ser humano, para “oferecer harmonia visual,
conforto e segurança para alunos, professores e funcionários” (in MELENDEZ,2004).
As escolas, que começaram a ser construídas em 2004, têm como principais características de
projeto serem construídas em concepção modular a fim de que possam ser construídas em vários
tipos de terrenos e serem construídas rapidamente e estruturação em blocos verticais compactos,
liberando áreas do terreno para a prática de esportes.
O projeto utiliza alguns elementos de conforto ambiental, como ventilação cruzada, telhas
termo-acústicas na cobertura e caixilhos duplos recuados da fachada (figura - ) Embora não
esteja claro uma estratégia de iluminação natural, o projeto da escola tentou reduzir o consumo
de energia elétrica por meio da previsão da utilização da luz natural “através dos grandes vãos
das janelas, de telhas de policarbonato no pátio central, do tijolo de vidro e de cores claras” (in
MELENDEZ,2004).
Figura 20 – Aberturas para janelas e caixilhos da Escola Modular no Rio de janeiro. Fonte:
Arcoweb.
60
4.2.4. Escolas Pré-moldadas da FDE – Campinas
Figura 21 – Escola projetada pelo Grupo Una. Fonte: ArcoWeb, 2005.
61
Dados preliminares do censo escolar de 2003, realizado pelo INEP revelam que existem
cerca de 57 milhões de alunos matriculados, 85% destes em escolas da rede pública de ensino.
Desse total, quase cinco milhões são representados pelos alunos que todo ano se matriculam nas
escolas públicas estaduais do estado de São Paulo. O edifício escolar é o meio físico construído
que viabiliza a toda essa parcela da população o acesso à educação fundamental.
Edifícios escolares vêm sendo construídos em São Paulo desde a Primeira República (1894 -
1910), sendo que, além deste, os períodos mais representativos foram os das escolas executadas
durante a administração de Armando Sales de Oliveira (1934 -1937) através do DOP –
Departamento de Obras Públicas da Secretaria de Educação e Saúde, posteriormente o período
que ficou conhecido como Convênio Escolar (1949 -1954), em seguida as escolas construídas
pelo FECE – Fundo Estadual de Construções Escolares (1960 -1975), CONESP – Companhia
de Construções Escolares de São Paulo (1975) e finalmente, a FDE – Fundação para o
Desenvolvimento da Educação (desde 1987) (ORNSTEIN, BORELLI, 1995).
Na história da construção de edifícios escolares no estado de São Paulo sempre houve
tentativas de padronização visando racionalidade e rapidez nas obras. Durante um período
recente, após estabelecer uma padronização e modulação para os ambientes escolares e para os
seus componentes construtivos, a FDE criou e utilizou alguns padrões prontos de edifícios que
eram repetidos e adaptados para diferentes locais em todo o estado. A partir do ano de 2004
houve um esforço para melhorar a qualidade dos projetos e obras, principalmente no que se
refere ao seu acabamento e prazo de execução. Neste sentido foi desenvolvido um grupo de
projetos especiais de escolas para serem construídas em estrutura pré-moldada de concreto
armado e, numa segunda fase, em estrutura metálica. Estas produções recentes de prédios em
estrutura de concreto pré-moldado executados pela FDE representam uma tendência atual para
construções escolares onde a maior parte dos elementos construtivos já está pré-determinada,
sobressaindo-se a importância da definição dos vãos das janelas, dos vedos para iluminação
natural e dos dispositivos de sombreamento. Como a modulação e o dimensionamento da
estrutura já está pré-determinado, a atenção dos projetistas se volta para a definição dos
ambientes e para os fechamentos das fachadas, que irão delinear a estética do edifício e têm
influência determinante na iluminação natural no seu interior.
62
Figura 22 – Escola projetada pelo escritório Andrade Morettin. Fonte: Arcoweb, 2005.
63
As primeiras quatro escolas deste grupo que foram concluídas encontram-se na cidade de
Campinas e foram construídas em conjuntos habitacionais do CDHU na periferia da cidade,
umas próximas das outras. Todas têm aproximadamente o mesmo tamanho e programas
semelhantes, o que evidencia as alternativas diferentes utilizadas para os vedos. Como a
estrutura em três pavimentos já está pré-determinada e a implantação no terreno não oferece
muitas alternativas, o arranjo das salas de aulas alinhadas nas laterais dos edifícios depende
essencialmente das proteções que serão colocadas, principalmente quando as suas orientações
não são favoráveis. A iluminação natural está bem resolvida principalmente nas quadras de
esportes, algumas nos pavimentos superiores, com fechamentos transparentes de metal ou fibras
sintéticas, praticamente dispensando o uso de iluminação artificial durante o dia.
64
Figura 23 – Escola projetada por André Vainer e Gulherme Paollielo.Fonte: Arcoweb, 2005.
65
Figura 24 – Escola projetada pelo grupo MMBB. Fonte: Arcoweb, 2005.
66
V. CONCLUSÃO
O projeto de arquitetura pode ser abordado como um conjunto de técnicas que otimiza a
solução do edifício. A utilização de métodos e análises de iluminação natural para determinar os
parâmetros e a forma das soluções arquitetônicas nos estágios iniciais do projeto pode resultar
em edificações mais adequadas ao clima local, que proporcionem conforto aos seus usuários,
conservação de energia e preservação do meio ambiente. Esta estratégia tem sido aplicada com
sucesso principalmente em edifícios escolares em todo o mundo, melhorando o desempenho e o
bem estar dos estudantes e conservando energia. Para se atingir esta estratégia, entretanto, é
necessário que se forneça luz natural nos espaços interiores na maior parte do dia e que seja
previsto a adaptabilidade do edifício às mudanças das condições de luz natural durante o ano.
A adoção de princípios de iluminação natural no início da concepção do projeto destas escolas
acaba por influenciar as decisões acerca dos outros itens do projeto arquitetônico, uma vez que
as aberturas para luz natural têm influência na ventilação, na carga térmica, na estrutura, na
cobertura, nos sistemas de iluminação elétrica e sistemas de ar condicionado, e muitos outros
itens da construção. A maestria com que, em maior ou menor grau estas decisões acerca dos
vários fatores que influenciam o projeto são combinadas está expressa na forma arquitetônica
final destas escolas. Embora exemplos de escolas projetadas e construídas com ênfase na
iluminação natural existam em vários países, é nos Estados Unidos que identificamos um
esforço organizado e centralizado através do governo e representantes da comunidade de
implementar esta política em escolas de suas regiões e de divulgar amplamente tanto os
resultados como orientações práticas através de companhias estatais, comitês, organizações não
governamentais, laboratórios e universidades.
As pesquisas em relação à iluminação natural em projetos de edifícios escolares no Brasil
parecem estar se desenvolvendo principalmente em relação ao potencial de conservação de
energia nas escolas. Ultimamente foram publicados inúmeros trabalhos relacionados ao assunto,
geralmente concentrados em trabalhos acadêmicos de artigos, teses e dissertações. A vantagem
evidente da utilização de uma estratégia de iluminação natural nas escolas brasileiras é, em
primeiro lugar, que o gasto em energia elétrica se deve principalmente aos sistemas de
iluminação artificial. Em segundo lugar, a característica de uma grande rede pública na qual
estas escolas estão estruturadas aponta para um enorme potencial de conservação de energia.
67
VI. LISTA DE FIGURAS E TABELAS
Figuras
Capa: Escola Four Cornes District, USA (Projeto). Fonte: Boora Architects Inc.
Figura 1 – pág.21 – Iluminação zenital na sala de aula da escola Capistrano. Fonte:
Heschong-Mahone Group, 1999.
Figura 2 – pág.27 – Roy Lee Walker Elementary School. Fonte: BetterBricks, 2006
Figura 3 – pág.28 – Roy Lee Walker School: planta e perspectiva aérea. Fonte: BetterBricks,
2006.
Figura 4 – pág.29 – Iluminação zenital nas salas de aula da Dena Boer E.S. Fonte:
Dayghting Initiative – Pacific Gás and Eletric Company, 1999.
Figura 5 – pág.30 - Planta da J.J. Pikle Elementary School: Implantação em blocos
separados. Fonte: BetterBricks, 2006.
Figura 6 – pág.36 – North Clackamas: esquema de iluminação natural e prateleiras de luz
para as salas de aula. Fonte: Boora Architects, 2005.
Figura 7 – pág.37 – North Clackamas: espaços internos iluminados com luz natural. Fonte:
Boora Architects, 2005.
Figura 8 – pág.39 – Ash Creek: vistas externas. Fonte: Boora Architects, 2006.
Figura 9 – pág.40 – Ash Creek: janelas altas proporcionam distribuição uniforme de luz
natural. Fonte: Boora Architects, 2006.
Figura 10 – pág.42 – Ash Creek: interior das salas de aula. Fonte: Boora Architects, 2006.
Figura 11 – pag.46 – Dalles Middle: brises verticais e iluminação zenital. Fonte:
Figura 12 – pag.47 – Joan Austin: áreas envidraçadas e superfícies claras difundem a luz
natural. Fonte: Boora Architects Inc., 2006.
Figura 13 – pag.48 – Joan Austin: tubos através do teto conduzem a luz natural pra espaços
interiores. Fonte Boora Architects Inc., 2006.
Figura 15 – pag.54 – Giaudrone Midlle School: Esquema de iluminação natural. Fonte:
DesignShare, 2006.
Figura 16 – pag.56 – Iluminação natural em salas de aula com prateleiras de luz em Curitiba.
Fonte: Rock Mountain Institute, 2002.
68
Figura 17 – pag.56 - Maquete e perspectiva do conjunto da Escola Mínima Energia no Rio
de Janeiro. Fonte: LAAR, 2005.
Figura 18 – pag.58 – Simulação computacional de iluminação natural e energia térmica para
a Escola Mínima Energia. Fonte: LAAR, 2005.
Figura 19 – pag.59 – Escolas Rhaquel de Queiroz e Tia Ciata no Rio de janeiro. Fonte:
Arcoweb.
Figura 20 – pag.60 – Aberturas para janelas e caixilhos da Escola Modular no Rio de
Janeiro. Fonte: Arcoweb, 2005.
Figura 21 – pag.61 – Escola projetada pelo grupo UNA em Campinas. Fonte: Arcoweb.
Figura 22 – pag.63 – Escola projetada pelo escritório Andrade Morettin. Fonte: Arcoweb e
arquivo particular.
Figura 23 – pag.65 – Escola projetada por André Vainer e Guilherme Palollielo. Fonte:
Arcoweb e arquivo particular.
Figura 24 – pag.66 – Escola projetada pelo grupo MMBB. Fonte: Arcoweb, 2005.
Tabelas
Tabela 1 – pág.10 – Luz medida nas salas de aula. Fonte: Hathaway, 2000.
Tabela 2 – pág.10 - Éfeito da iluminação na média da freqüência, desempenho e
desenvolvimento. Fonte: Hathaway, 2000.
Tabela 3 – pág.12 –Resumo das conclusões sobre os resultados da pesquisa. Fonte:
Hathaway, 2000.
Tabela 4 – pág.15 – Resultado de pontuação do teste CAT para os alunos da escola Four
Oaks em relação ao restante da região. Fonte Innovative Design, 1997.
Tabela 5 – pág.16 – Comparação de desempenho entre alunos da nova e da antiga North
Johnston e o restante da região. Fonte: Innovative Design, 1997.
Tabela 6 – pág.17 – Resumo dos dados da pesquisa. Fonte: Innovative Design, 1997.
Tabela 7 – pág.20 – Códigos da pesquisa para a iluminação natural. Fonte: Heschong-
Mahone Group, 1999.
Tabela 8 – pág. 21 – Código da pesquisa para janelas.Fonte: Heschong-Mahone Group,
1999.
69
Tabela 9 – pág.22 – Formato final do conjunto dos dados da pesquisa. Fonte: Heschong-
Mahone Group, 1999.
Tabela 10- pág.32 – Comparação entre as escolas convencionais e as projetadas com
iluminação natural pelo grupo Innovative Design. Fonte: Nicklas, Bailey, 1997.
Tabela 11 – pág.34 – Consumo de energia em escolas projetadas com iluminação natural em
Johnston County entre julho de 1993 e junho de 1994. Fonte: Nicklas, Bailey, 1997.
Tabela 12 – pág.36 - Eficiência luminosa da iluminação natural. Fonte: Pereira, 1992.
Tabela 13 – pág.36 - Eficiência luminosa de lâmpadas fluorescentes. Fonte: (GHISI,1997).
Anexos
Anexo 1 – pág.80 – Four Oaks Elementary School. Fonte: Innovative Design.
Anexo 2 – pág.81 – Durand Road Middle School. Fonte: Innovative Design.
70
VII. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
- BOYCE, Peter, HUNTER, Claudia e HOWLETT, Owen. The benefits of daylight
through windows. Troy, New York: Lighting Research Center – Rensselaer Polytechnic
Institute, setembro de 2003.
- BOYCE, Peter R. Human factors in lighting. Essex: Applied Science Publishers, 1981.
- BRADLEY, W.S. Perceptions about the role of architecture on education. Doctoral
dissertation. Virginia: University of Virginia, 1996.
- BRUBAKER, C. W. Planning and designing schools. New York: McGraw-Hill Book
Company, 1998.
- EDWARDS, L. , TORCELLINI, P. A Literature review of the effects of natural light
on buildings occupants. Colorado: National Renewable Energy Laboratory – U.S.
Department of Energy, julho de 2002.
- FDE. Arquitetura escolar paulista – política educacional. São Paulo,
- FDE. Escolas estaduais de1º grau – Projetos arquitetônicos 96/97. São Paulo,
- FDE. Ambientes: especificação técnica para elaboração de projeto de unidades escolares.
São Paulo, 2000.
- FDE. Aplicação da metodologia de micro planejamento da rede física escolar de 1º
grau. São Paulo.
- FOX, Anne W. Sustainable design for schools. Seattle: Pacific Northwest Pollution
Prevention Resources Center, 2001.
71
- HATHAWAY, Warren E. A study into the effects of types of light on childrens: a case
of daylight robbery. IRC Internal reports nº 659
- HESCHONG, Lisa, KNECHT, Carey. Daylighting makes a difference. California:
CEFPI’S Educational Facilty Planner, V37-2, 2001. paper
- HESCHONG Mahone Group. Daylighting in schools : an investigation into the
relationship between daylighting and human performance. Fair Oaks, California: Pacif Gas
and Eletric Company, agosto de 1999.
- HERTZBERGER, Herman. Lições de arquitetura. São Paulo: Editora Martins
Fontes, 1996.
- MELENDEZ, Adilson. Escolas modulares. São Paulo: site AcoWeb, publicado
originalmente na revista Projeto Design edição nº 296 de outubor de 2004.
- NICKLAS, Michael H., BAILEY, Gary B. Analysis of performance of students in
daylit schools. Raleigh, Carolina do Norte: Innovative Design, 2002.
- NICKLAS, Michael H., BAILEY, Gary B. Energy performance of daylit schools in
North Carolina. Raleigh, Carolina do Norte: Innovative Design, 2002.
- ODOM, J. David; Du BOSE, George. Preventing indoor air quality problems in
educational facilities: guidelines for hot and humid climates. Orlando: CH2M Hill/ Disney
Development, 1997.
- ORNSTEIN, Sheila; BORELLI NETO, José (coordenadores). O desempenho dos
edifícios da rede estadual de ensino. O caso da Grande São Paulo. Avaliação técnica:
primeiros resultados. São Paulo: FAUUSP - Departamento de Tecnologia, CNPQ, 1993.
72
- PEDROSA et alli. Análise do desempenho luminoso. Estudo de caso de uma sala de
aula do CEFET-MG. Artigo apresentado ao ENCAC 2003.
- PLYMPTON, Patrícia et al. Daylighting in schools: improving student performance
and health at a price schools can afford (conference paper ). Colorado: National Renewable
Energy Laboratory, U.S. Department of Energy, 2000.
- U.S. DEPARTMENT OF ENERGY- Office of Energy Efficiency and Renewable
Energy. National best practices manual for building high performance schools. Julho 2002.
- U.S. DEPARTMENT OF EDUCATION – Schools as center of comunity: a citizen’s
guide for planning and design. Washington D.C., abril 2000.
- WREFORD, Jane. Gestão do Ensino Público em São Paulo. São Paulo: Braudel
Papers, documento do Instituto Fernand Braudel de Economia Mundial, 2003.
II. OUTROS TÍTULOS DE INTERESSE RELACIONADOS AO ASSUNTO:
- OLDS, Anita Ruis. Child care design guide. New York. McGraw-Hill Book Company,
2001.
III. SITES DE INTERESSE RELACIONADOS AO ASSUNTO:
http://www.rmi.org/ - site do Rock Mountain Institute
73
www.lrc.rpi.edu - site do Lighting Research Center do Rensselaer Polytechnic Institute do
estado de New York, Estados Unidos. É um centro de referência em pesquisas nas áreas de
eficiência energética e meio ambiente; novos produtos e tecnologia, projetos de iluminação
e “human factors” em iluminação. Pode-se fazer o download gratuito do texto “The benefits
o f daylight through windows”, um das mais abrangentes revisões bibliográficas sobre os
efeitos da iluminação natural sobre a saúde e a performance humanas:
www.lrc.rpi.edu/programs/daylightdividends/pdf/DaylightBenefits.pdf
www.aia.org/cae_default - Comitê de Arquitetura para a Educação do AIA (American
Institute of Architects).
www.bdp.it - site do INDIRE – Istituto Nazionale di Documentazione per la Innovazione e
la Ricerca Educativa – do governo italiano que forma uma rede on-line cujo objetivo é
divulgar e incentivar o conhecimento e a pesquisa em educação. Na seção “Abitare la
scuola” – dedicada a escolas italianas e européias “belle da vedere e da vivere”, traz
informações, discussões e uma galeria de exemplos de escolas com espaços de qualidade
como parte integrante de um projeto educativo. (27/01/2005)
www.cefpi.com - “The school building association” – traz uma lista de publicações que
podem ser compradas pela internet sobre projetos e construções escolares.
www.schoolclearinghouse.org - “NC Department of Public Instruction” – do estado da
Carolina do Norte nos Estados Unidos – a proposta da seção “School Planning” é “ajudar
escolas, arquitetos e designers a planejar e projetar escolas com instalações de alta qualidade
que implemente a educação e acrescente valor duradouro às crianças e aos cidadãos do
estado. Traz exemplos de muitos projetos de escolas norte-americanas de níveis
elementares, médio e superiores.
www.inep.gov.br - site do “Instituto Nacional de Pesquisas e Estudos Educacionais” do
governo federal brasileiro: estatísticas sobre educação e censo escolares.
74
www.edfacilities.org - Criado em 1997 pelo Departamento de Educação do governo
americano, o “National Clearing House for Educational Facilities” é um site de interesse
público que divulga informações de como planejar, projetar, construir e manter escolas.
Contem uma lista grande de livros, pesquisas, documentos e artigos de interesse sobre
escolas sustentáveis.
http://www.nrel.gov/ - site do National Renewable Energy Laboratory do Departamento
de Energia dos Estados Unidos dedicado à energia renovável e eficiência energética.
Disponível para download o texto “ A literature review of the effects of natural light on
building ocupants” através do link:
http://www.nrel.gov/buildings/highperformance/pdfs/30769.pdf
http://windows.lbl.gov/ - site do Lawrence Berkeley National Laboratory, laboratório do
Departamento de Energia dos Estados Unidos administrado pela Universidade da Califórnia
e que há mais de setenta anos vem se dedicando à pesquisa em ciência e engenharia. Este
endereço é o do seu site dedicado ao estudo e à pesquisa sobre janelas e luz natural.
Softwares para iluminação natural como Adeline, Radiance e Superlite, entre outros. Pode-
se fazer o download do texto “Tips for daylighting with with windows” no seguinte link:
http://windows.lbl.gov/pub/designguide/download.html
http://daylighting.org - site do programa “The Daylighting Collaborattive” desenvolvido
pela Public Service Comission do estado de Wiscosin, Estados Unidos, para promover a
difusão do uso do conceito da iluminação natural. Sua intenção é disponibilizar educação e
treinamento para profissionais da construção e informações para investidores na área
imobiliária e o público em geral.
www.coe.uga.edu - site do College of Education da Universidade da Geórgia, nos Estados
Unidos. Através do seu School Design and Planning Laboratory, divulga informações para
projetos de escolas sustentáveis: especificações educacionais, tecnologias, conforto
ambiental, eficiência energética, exemplos de escolas projetadas e construídas sob estes
critérios.
75
www.nlb.org - site do National Lighting Bureau, formado por entidades do governo
americano , da iniciativa privada e associações profissionais. John P. Bachner – Diretor de
Comunicações.
www.h-m-g.com - A Heschong Mahone Group é uma empresa de consultoria na área de
eficiência energética em edifícios, baseada em Fair Oaks, Califórnia. Seus principais sócios:
Linda Heschong e David Mahone, são arquitetos e a empresa é composta também de
consultores nas áreas de engenharia, economia e construção. O site disponibiliza as
pesquisas sobre iluminação natural e produtividade desenvolvidas por Linda Heschong,
sendo a mais conhecida e divulgada o texto “Daylighting in schools: an investigation into
the relationship between daylighting and human performance”. (28/01/2005)
www.fde.sp.gov.br - Fundação para o Desenvolvimento da Educação – site da FDE, que
planeja, projeta e constrói edifícios para escolas de primeiro e segundo grau no Estado de
São Paulo.
www.educacao.sp.gov.br - Secretaria da Educação do Estado de São Paulo – informações gerais sobre programas e metas da educação no Estado de São Paulo. www.aasa.org - site oficial da Associação Americana de Administradores de Escolas.
Baseada em Arlington, Virginia, USA, a entidade existe desde 1865 e seu objetivo é
colaborar para a formação de líderes cujo papel é o de implementar a qualidade educacional
nas escolas por todo o país como forma de ajudar a comunidade e reforçar as bases da
democracia. (28/01/2005)
www.unesco.org - United Nations Educational Scientific and Cultural Organization, orgão da ONU para a educação. www.oecd.org - Programme on Educational Buildings (PEB) – organização internacional que promove e incentiva a pesquisa em instalações escolares www.ed.gov/inits/construction - US Department of Education School Construction and
Design.
76
www.betterbricks.com - este site é um projeto conjunto de um grande número de
entidades reunidas na “The Northwet Energy Efficiency Alliance” e que trabalham para
implementar o uso eficiente da energia elétrica na região. Seu objetivo é, segundo o site, o
de “ajudar aos profissionais a entender o poder da eficiência energética que faça uma
diferença significativa em seus edifícios e em seus negócios”. (01/02/2006)
www.innovativedesign.net - site da empresa norte-americana de projetos de arquitetura e
consultoria Innovative Design com sede na cidade de Raleigh, estado da Carolina do Norte,
especializada em projeto e consultoria de edifícios sustentáveis. Nos últimos anos foi
responsável pelo projeto “de 11 escolas iluminadas naturalmente, 38 projetos de renovação
de escolas e atuaram como consultores em outros 28 projetos de escolas com iluminação
natural”. O site da empresa é bastante generoso em informações sobre os projetos, sobre as
pesquisas e consultorias da própria empresa bem como oferece “links” para outros estudos.
(29/01/2005)
www.greeningschools.org - Greening Schools é um projeto conjunto da Illinois
Enviromental Protection Agency e do Wate management Resources Center do
Departamento de Recursos Naturais do estado de Illinois, nos Estados Unidos.
http://www.coldhamarchitects.com/greenbuilding/daylightschools/daylightschools.htm
-
http://www.nrc-cnrc.gc.ca/ - National Research Council of Canadá - organismo do
governo do Canadá para pesquisa e desenvolvimento
www.daylightdividends.org - site do Lighting Research Center.
http://www.chpsvideos.com/index.asp - Collaborative for High Performance Schools
Videos Series. Vídeos sobre a utilização da iluminação natural em projetos de escolas.
77
http://www.daylightingtraining.org/index.html - “Daylighintg in schools on line
trainning” - treinamento de iluminação natural em escolas através de recursos on-line –
patrocinado pelo Departamento de Energia americano através de seu programa “Rebuild
América”. Aulas através de vídeos sobre cada tópico do programa
http://www.energysmartschools.gov/index.asp - o Departamento de Energia dos Estados
Unidos - DOE - criou em 1994 o programa “Energy Smart Scholls”, que faz parte de um
programa nacional “Rebuild América”, orientado para os estados e as comunidades do país
se organizarem para conseguir “economizar energia, melhorando o desempenho de edifícios,
diminuindo a poluição do ar através da redução de demanda por energia, e melhorando a
qualidade de vida através de eficiência energética e tecnologias de energias reniváveis”.
http://asumag.com/ - site da revista “American School and University “
http://www.schooldesigns.com/ - espécie de revista virtual da mesma editora da “American
School and Universty”, com informações voltadas para a área de construção de escolas.
Pode-se localizar informações e projetos de centenas de escolas, procurando pelo nome,
endereço, firma projetista ou palavra-chave. Oferece também uma lista de empresas e
arquitetos envolvidos com construção de escolas, além de um guia de construção com dicas
sobre projetos e obras de escolas.
http://www.matrixtours.com/tours/walkerelementary/ - Tour virtual pela Walker
Elementary School
http://www.designshare.com/ - The International Forum for innovative Schools
www.designlights.org - designlights consortium
http://www.chps.net/ - best practice manual for schools
http://www.energydesignresources.com/ - site patrocinado por companhias da área de
energia do sul da Califórnia, cujo objetivo é fornecer a arquitetos, engenheiros, construtores
78
e incorporadores informações e instrumentos fáceis de análise rápida da eficiência
energética de um edifício .
http://www.megatron.co.uk/homepage.html - medidores de LFD, luminância e
iluminância. Do mesmo site : http://www.megatron.co.uk/homepage.html - medidor de
luz tridimensional (em um cubo) – medição mais real de como uma luz incidiria sobre um
objeto ou edifício arquitetônico.
http://www.pprc.org/ - site da Pacific Northwest Pollution Prevention Resources Centre,
http://www.futuro.usp.br/centro_capacitacao/salas_de_aula.htm - salas de aula do
futuro – USP.
http://schoolstudio.engr.wisc.edu/hps.html - curso on line sobre projeto de “high
performance schools”.
http://www.designlights.org/ - site do DesignLights Consortium, uma entidade voltada
para a promoção do benefícios da iluminação eficiente na área comercial, tendo como
público alvo arquitetos, designers, incorporadores e construtores.
http://sclp.lightingresearch.org/ - (junto com o site do NYSERDA)
http://www.aprenda450anos.com.br/450anos/escola_cidade/intro_escola_cidade.asp
- a história da escola em São Paulo.
79
Anexo 1 – Four Oaks Elementary School. Fonte: Innovative Design
80
Anexo 2 – Durant Road Midlle School. Fonte Innovative Design.
81
