Iluminação natural zenital Conforto ambiental lumínico

Objetivos

• Visibilidade no plano de trabalho

• Eficiência energética

• Uso das paredes

• Satisfação do usuário

Introdução

• A ILUMINAÇÃO ZENITAL (IZ) é uma estratégia de iluminação natural que usa as aberturas localizadas no plano da cobertura como ponto de admissão da luz diurna geral.

• Todo e qualquer sistema de fornece luz diurna sobre um plano de trabalho horizontal, geralmente de cima, é considerado uma estratégia de iluminação zenital.

• Tais abordagens incluem tipologias como claraboias, sheds e lanternins, entre outros, frequentemente combinados com um plano de teto refletor.

• A IZ permite a entrada consistente de luz natural em um espaço, bem como o controle razoavelmente fácil do ofuscamento direto.

• A estratégia de IZ também deve controlar a radiação solar direta, para não causar ofuscamento e ganhos térmicos desnecessários.

Efeito

• Consumo reduzido de eletricidade

• Maior satisfação por parte dos usuários

• Cargas de refrigeração potencialmente reduzidas

Características

• - é adequada para locais profundos e grandes espaços contínuos;

• - oferece maior uniformidade e maior iluminância média sobre a área de trabalho;

• - propicia naturalmente boa ventilação natural pela facilidade de propiciar o efeito chaminé.

Características

• Entretanto... • - Não se deve ter área iluminante zenital superior do

que 10% da área do piso, pois isso pode implicar em problemas térmicos;

• - Apresenta maior necessidade e dificuldade de manutenção do que o lateral;

• - Já que estes tendem a acumular sujeira e diminuir rápida e sensivelmente a transmissão da luz;

• - Maior dificuldade para a localização dos elementos de controle, proteção solar e ventilação;

• - A luz direta deve ser evitada no plano de trabalho.

Pontos-chave para o projeto

• A IZ libera as paredes do espaço. A luz diurna que vem de cima, e não dos lados, permite o melhor aproveitamento das paredes de um recinto.

• Além disso, sheds, átrios, lanternins e claraboias permitem que o arquiteto se expresse na forma da edificação.

• O detalhamento apropriado é essencial para as estratégias de iluminação zenital. Nenhuma quantidade de luz diurna convencerá os usuários que um telhado com goteira é aceitável.

• Nos slides a seguir veremos algumas das estratégias utilizadas para iluminação zenital.

domos

sheds

Caracterizam-se por telhados em forma de dentes de serra (faces de pouca inclinação alternadas com outras quase verticais). Pede uma estruturação mais elaborada da cobertura. Pois, para proporcionar iluminação e ventilação precisam ser guarnecidos com caixilhos ou com algo que possibilite essas funções, impedindo a penetração de chuvas. Seu melhor desempenho é quando orientado a sul para latitudes compreendidas entre 24° e 32° S, no caso do Brasil.

lanternins

O lanternim, abertura na parte superior do telhado, é ideal para se conseguir boa ventilação, já que, permite a renovação contínua do ar pelo processo de termossifão resultando em ambiente confortável. Sua melhor orientação, no caso do Brasil, é Norte-Sul.

claraboias

Claraboia: Esta tipologia requer maior manutenção devido à posição mais horizontal da superfície iluminante. Deve-se ter cautela quanto à questão térmica, pois essas podem promover um aumento desagradável da temperatura do ambiente construído.

átrios

Átrio é o espaço central de uma edificação, aberto na cobertura muito utilizado como estratégia de iluminação para captação de luz em edifícios com múltiplos andares. Historicamente o átrio foi usado como um elemento condutor de luz para o centro de edifícios. Nas residências era o local onde aconteciam as reuniões familiares, uma área privada da casa, mas aberta para o exterior em seu topo. Em edifícios comerciais e residenciais de antigamente, a maior função do átrio era levar um pouco do ambiente externo, através da iluminação natural para as áreas destinadas à circulação de pessoas. Atualmente o átrio faz parte de uma arquitetura típica de prédios comerciais, como por exemplo, em centros de compras.

Park Shopping, Belém-PA

Passo a passo para o projeto • Estabeleça os coeficientes de luz diurna (CLD) desejados para

os diversos espaços e as atividades que receberão luz diurna.

• Organize os espaços da edificação e os layouts da planta baixa para que as áreas a serem iluminadas naturalmente tenham telhados.

• Determine qual tipo de abertura para iluminação zenital (por exemplo, claraboia, shed, lanternim) é mais apropriado para o espaço, a orientação da edificação, as condições celestes e o clima.

• Avalie as diferentes opções de envidraçamento para a abertura. Em geral, a vidraça deve ter um alto valor de transmitância visível para maximizar a entrada de luz natural. Em climas quentes, um baixo coeficiente de ganhos térmicos solares é geralmente preferível para minimizar os ganhos térmicos solares.

Passo a passo para o projeto

• Estime o tamanho das aberturas para iluminação natural necessárias para fornecer os coeficientes de luz diurna desejados a seguir:

FE

ACLDA

piso

médio .

Onde: A = área de abertura necessária (m²) CLDmédio = coeficiente de luz diurna necessário Apiso = área do pavimento (m²) FE = fator de efetividade da abertura

Tipo de abertura FE

Lanternins/átrios 0,2

Sheds orientados para o sul

0,33

Claraboias horizontais 0,5

Exemplo

• Estime o tamanho das aberturas para iluminação natural necessárias para uma sala de 30 m², com CLD médio igual a 5,0 e onde pretende-se instalar sheds orientados para o sul (FE = 0,33):

FE

ACLDA

piso

médio .

CONTRAS

http://g1.globo.com/vc-no-g1/noticia/2011/02/leitora-registra-queda-de-granizo-dentro-de-museu-em-sao-paulo.html

1) Marcação dos pontos de instalação no telhado 2) Corte da telha de metal feito com ferramenta apropriada e a aplicação de selante de poliuretano por baixo da base do dispositivo de iluminação 3) Rebitagem da base no telhado 4) Preparando o sistema tubular 5) Montagem do sistema de iluminação Solatube 6) Encaixe do sistema na base e fixação do domo por parafusos em quatro posições junto à base

Estudo de caso

Instituto Federal de Tecnologia do Amapá – IFAP

• 3000 estudantes

• Localização: Rodovia BR 210 KM 3, s/n - Bairro Brasil Novo

Fotos - entrada

Fotos – salas de aula e laboratórios

NO PERÍODO DA MANHÃ observa-se a pouca sombra projetada pelos pequenos beirais, expondo parte das paredes à radiação direta. Nota-se também o excesso de radiação refletida pela superfície.

Fotos – salas de aula e laboratórios

As grandes aberturas tipo sheds não proporcionam um bom projeto de iluminação. Nota-se o excesso de claridade, a entrada de radiação direta e o enorme aquecimento do interior – que nem os aparelhos de ar condicionado conseguiam vencer!

Conclusão

A iluminação natural zenital permite a entrada consistente de luz natural em um espaço, bem como o controle razoavelmente fácil do ofuscamento direto. A estratégia de iluminação zenital também deve controlar a radiação solar direta, pois a radiação/luz intensa pode causar ofuscamento e adicionar ganhos térmicos desnecessários a um espaço. Essa estratégia é ideal sob condições de céu encoberto porque estes têm uma luminância maior no zênite do que no horizonte, além de não emitir radiação direta. Em geral, a iluminação zenital pode ser facilmente combinada com os sistemas de iluminação elétrica, mas requer cuidados tanto com o projeto (fator de transmissividade do vidro escolhido e a correta orientação) como com a manutenção.