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6/2/2006 PROJETOSLUMINOTCNICOS3Luznaturalnaarquitetura 1
LUZNATURALNAARQUITETURA
LUZNATURALESPECTRO CONCEITOS HISTRICO ILUMINAONATURALxARTIFCIAL VANTAGENSEDESVANTAGENSDALUZNATURAL USOEMAMBIENTES DISPONIBILIDADEDELUZNATURAL CAPTAO,CONDUOECONTROLE
DIA HORA MATRIASEXTA 18:0020:00 LuznaturalOqueEspectrodaRadiaoSolar
LuzNaturaleGeometriasolarinterrrelaoentreasgrandezasGrandezasluminncia,iluminncia,eficcialuminosa
20:0522:00 TiposdecuDisponibiliadedeLuzNatural
SBADO 09:0011:00 LuzNaturalnaHistriaSistemasdeiluminaonaturalavaliaodedesempenho(Moore)
11:0513:00 Mtodogrficodeestimativadenveldeiluminaolateralezenital
14:0017:00 Mtodomatemticodeestimativadeluznaturalzoneamentodeambientes(TabelaExcel)
17:0518:00 AvaliaoDOMINGO 9:0011:00 NormatizaoABNT
Legislaoconstrutiva11:0513:00 ExerccioPrtico
Profa. Dra. Roberta Vieira G de Souza
Pg. 2
PROJETOSLUMINOTCNICOS
3LuzNaturalnaArquitetura
NDICE
1 ILUMINAONATURAL......................................................................................... 32 GRANDEZASEDEFINIES.................................................................................. 33 CARTASOLARPARALATITUDEDE12OSUL(Aracaj,10o55):................................. 84 NVEISGERAISDEILUMINNCIARECOMENDADOSPELANBR5413/82: ................... 95 RECOMENDAESPARAUMBOMAMBIENTELUMINOSOVISUAL:...........................126 NVEISDEILUMINAOEXTERNAILUMINNCIASGLOBALEDIFUSA..................137 OMTODODECLCULODACONTRIBUIODEILUMINAONATURAL(CIN) .........15
7.1 DistribuiodeLuminnciasparaCuEncoberto.............................................167.2 DistribuiodeLuminnciasparaCuClaro ....................................................167.3 DiagramasdeContribuioRelativadeLuzDCRL..........................................177.4 ROTEIROPARACLCULODACINPARAABERTURASLATERAIS.........................18
7.4.1 Construodamscaradoambiente.........................................................187.4.2 ClculodaComponenteCelesteCC...........................................................187.4.3 ClculodaComponenteRefletidaExternaCRE.........................................207.4.4 ClculodaComponenteRefletidaInternaCRI..........................................21
ndicesKPparaacorreodaCRInomtodoDCRL. ....................................................217.4.5 ClculodaContribuiodeIluminaoNaturalCIN ..................................227.4.6 Verificaodeadequabilidadedosistema ..................................................22
7.5 ROTEIROPARACLCULODACINPARAABERTURASZENITAIS.........................227.5.1 Construodamscaradoambiente.........................................................227.5.2 ClculodaComponenteCeleste,CC..........................................................237.5.3 ClculodaComponenteRefletidaExterna,CRE..........................................237.5.4 ClculodadisponibilidadedeLuzNaturalsobreacobertura........................247.5.5 Determinaodareailuminantetotal.....................................................247.5.6 Determinaodonmerodeestruturaszenitais.........................................257.5.7 Determinaodoespaamentodossistemaszenitaisparauniformidadedeiluminaonoplanodetrabalho..........................................................................25
8 TRANSFERIDORAUXILIARPARAOTRAADODEMSCARASDEOBSTRUOEMPROJEOESTEREOGRFICA ...................................................................................269 DIAGRAMADEFATORESDEFORMAPARAAHEMISFERAUNITRIA.........................2710 DIAGRAMASDECONTRIBUIORELATIVADELUZ(DCRL)PARACUENCOBERTO.....2811 DIAGRAMASDECONTRIBUIORELATIVADELUZ(DCRL)PARACUCLARO.............2912 TABELADECOEFICIENTESDEREFLEXO(r)DEMATERIAISECORES:...................3513 TABELADECOEFICIENTESMDIOSDETRANSMISSO(t)DEVIDROSEPLSTICOS3514 TABELADECOEFICIENTESDEMANUTENO(kM):...............................................3615 TABELADEILUMINNCIAEXTERIORPERCENTUALOBSTRUDAPORDIVERSOSTIPOSDEFATORESDESOMBRA(FS)*:..............................................................................3616 TABELADECOEFICIENTESDEUTILIZAO(k U)PARADOMOS......................3817 TABELADECOEFICIENTESDEUTILIZAO(kU)PARADIVERSOSTIPOSDEELEMENTOSZENITAIS.........................................................................................3918 EQUAESEMPRICASPARAOCLCULODEILUMINNCIASINTERNAS.......41 r refletividademdiadassuperfciesinternas...........................................................4119 FERRAMENTAPARACLCULODENVEISDEILUMINNCIAINTERNAAPARTIRDASEQUAESDOMTODOMATEMTICO.............................................4220 CRITRIOSPARAAVALIAOGERALDOAMBIENTELUMINOSO...................44
20.1 Distribuiodeluznatural..........................................................................4520.2 Iluminnciasdazona .................................................................................45
21 BIBLIOGRAFIA................................................................................................46
Profa. Dra. Roberta Vieira G de Souza
Pg. 3
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3LuzNaturalnaArquitetura
1 ILUMINAONATURAL
Chamase natural iluminao que se obtm com a luz proveniente do sol e
representada quer pelos raios solares diretos, quer pelos raios indiretos da mesma
provenincia,mas retransmitidos pelo cu, pelas nuvens, pela vegetao, pelos edifcios
ouporoutroscorpos.umaluzditadeespectrototalequeapresentaamelhorresposta
visual humana com amelhor reproduo de cores dentre as fontes existentes (PRADO,
1961ROBBINS,1986).
2 GRANDEZASEDEFINIES
FLUXORADIANTE[W] apotnciadaradiaoeletromagnticaemitidaourecebidapor
umcorpo.Ofluxoradiantepodeconterfraesvisveisenovisveis(PEREIRA,1994A).
FLUXO LUMINOSO F [lm] componente de qualquer fluxo
radiante que gera uma resposta visual. Sua unidade lumen,
definidacomoofluxoemitidoporumafonteuniformede1cdcom
1sr(esteradianoounguloslido).Ofluxototalemitidoporuma
fontede1cd4p lumens(SZOKOLAY,1980).
Tabela f dealgumasfontesdeluz(PEREIRA,1994A)
Especificao f Lmpadadebicicleta2W 18lmLmpadaincandescente40W 350lmLmpadaIncandescente200W 3.000lmLmpadafluorescentede40W 2.500lmLmpadadevapordemercrio400W 23.000lm
EFICINCIALUMINOSA[lm/ W]habilidade
dafontemeconverterpotnciaemluz.Uma
fonte de luz ideal seria aquela que
converteria toda sua potncia (W) de
entrada em luz (lm). No entanto, qualquer
fonte de luzconvertepartedapotnciaem
radiao infravermelha ou ultravioleta
(PEREIRA,1994A).
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Pg. 4
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h = f / w [lm/W]
INTENSIDADE LUMINOSA I [cd] uma fonte de luz emite um fluxo
luminoso em vrias direes. A
quantidade emitida em cada direo
pode variar. A intensidade luminosa a luz que se
propaga numa dada direo, dentro de um ngulo
slido. Sua unidade a candela [cd], ou
lmen/esteradiano,definidacomoa intensidadedeumcorponegrode1/60cm2 derea,
quando aquecido at a tempratura do ponto de fuso da platina (MOORE, 1991
SZOKOLAY,1980).Onguloslido w,expressoemesteradianos,umamedidadoespao
tridimensional,assimcomooradianooparaoespaobidimensional(PEREIRA,1994A).
I= f / W
Especificao I(cd)Lmpadadebicicleta(semrefletor) 1cdLmpadadebicicleta(comrefletor) 250cdLmpadaincandescente100W 110cdLmpadafluorescentede40W 320cdLmpadadefarolsinalizaomartima 2.106cd
ILUMINNCIAE[lux](osmboloEvemdeclairage)
Quandoofluxoluminosoatingeumasuperfcie,esta
superfcieditailuminada.Iluminncia,portanto,a
densidade de fluxo luminoso recebido por uma
superfcie: caracteriza o efeito de iluminao
produzido pela luz incidente numa s ou numa infinidade de direes. a medida da
quantidade de luz incidente numa superfcie por unidade de rea cuja unidade lux=
lumen/m2 (iluminaooprocessoiluminnciaoproduto)(MOORE,1991SZOKOLAY,
1980).
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[ ]EA
lux = f
IluminaoNatural E(lux)Diadevero,plenosol 100.000Diadeinverno,meiodia,arlivre 10.000Luacheia,culimpo 0,25IluminaoArtificialGeralEscritrioeescolas 300500Saladeestar 150200Dormitrio 70100Boailuminaoderua 1525
Comoemtoda radiao,adireodo fluxo luminosodivergenteemrelao fontede
luz. Uma vez que sua direo no paralela, sua rea de abrangncia maior quanto
maior foradistnciadafonte(ouseja,ofluxocontidoemumnguloslido,semantm
constantecomadistncia).Por isso,a iluminnciaumafunoinversaaoquadradoda
distncia(MOORE,1991SZOKOLAY,1980).
EId
=2
LEIDOCOSSENOsenoseconsiderarumelementonormalaofeixederadiao,temse
queailuminaovariacomocossenodongulonormalsuperfcieeoraiodeluz.Ela
mximaquandooraionormalsuperfcie,ouseja,quandoongulodeincidncia =
0o.Emqualqueroutrocasoo raiode luzcobrirumareamaior,comumaconsequente
reduodonveldeiluminao(PEREIRA,1994A).
EId
= 2
cosb
LUMINNCIA L [cd/ m2] quando parte da luz
incidente numa superfcie refletida, esta
superfcie observada como uma fonte de luz
(PEREIRA, 1994 A). Portanto, luminncia a
medida do brilho de uma superfcie a
intensidadeluminosadeumelementodequalquer
superfcie, numa dada direo, por unidade de rea perpendicular a
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Pg. 6
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esta direo: depende, em geral, da direo segundoa qual observadoo elemento, e
varia tambm, geralmente, de um elemento para outro da mesma superfcie. O olho
humano detecta luminncias da ordem de 1 milionsimo de cd/m2 at um limite de 1
milhodecd/m2 (PRADO,1961SZOKOLAY,1980).
LI
A = b
'
Refletividadedesuperfcies r Preto 12%Papelpreto 5%Fachadagranitocinza 20%Paisagemexterior 2030%Tintabranca 8590%
OndeA=Acos b,Aareatotaldasuperfcie, b ongulodeincidncianormalda
superfcieedireodeobservao,eIb aintensidadeluminosanadireoconsiderada
(PEREIRA,1994A).
Luminncia de uma superfcie, seja fonte primria ou secundria de luz, , portanto, a
intensidadedeluzporreaaparentedasuperfcie,apartirdopontoemqueobservada.
A partir da luminncia do cu, podese quantificar o quanto de fluxo luminoso incide
sobre a rea de uma superfcie, obtendose, assim, seu nvel de iluminao natural
(HOPKINSON,1986).
Aluminnciadevidoaumasuperfciedifusapodesercalculadapor:
LE
= r
p
onde r ofatordereflexodasuperfcie.
Especificao L(cd/m2)Areailuminadaa400luxPapelbranco 100Papelpreto 5
ILUMINAO ESPACIAL a descrio usual das condies de iluminao em termos de
iluminncianumdadoplano,podenodescrever totalmenteascondiesdeiluminao.
Existemambientesondeoobjetodatarefavisualessencialmetetridimensional,nestes
casosdeveserecorreriluminaoespacial(PEREIRA,1994A).
ILUMINNCIA ESCALAR Es [lux] (ou iluminncia esfrica mdia) a iluminncia mdia
recebidadetodasasdireesporumapequenaesfera,ouseja,ofluxototalincidentena
esfera dividido pela rea de sua superfcie, medida em lux. , ento, a medida da
quantidadetotaldeluz,noimportandosuadireo(SZOKOLAY,1980).
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MODELOSDECUformasderepresentaomatemticae/ougrficadadistribuiodas
luminncias de cu. Podem ser modelos para cu uniforme, encoberto, claro e
parcialmenteencoberto.
DISTRIBUIODALUMINNCIANOCU A iluminnciadecorrentedaluzdocu,pode
serdeterminadaapartirdadistribuiodaluminnciaceleste.Umanicadistribuioda
luminnciacelesteusada para representar cada umadascondiesbsicasdecu.A
luminnciadocufuno:
Dadistribuiodarelaoentrealuminnciadecadaumdospontosdahemisfera
celesteealuminnciadoznite
devaloresabsolutosparaaluminnciadoznite(SCARAZZATO,1995).
FATOR DE LUZ DIURNA (daylight factor) uma vez que a iluminncia no interior da
edificao muda em funo das condies de cu, valores de iluminncia no so
indicativosdiretosdorealdesempenhodaedificao.Ofatordeluzdiurna(DF)arazo
dailuminnciaexteriorpelainteriorsobumcuencobertoedesobstrudo(medidoemum
planohorizontalemambosos locais eexpressocomoumapercentagem),econstante
mesmo sob mudanas da luminncia absoluta do cu. Tal se deve ao fato de que a
distribuioemumcuuniformeconstanteenovariacomotempo.AconstnciadoDF
paraumaedificaoseaplicaapenasparacondiodecuencobertosobcondiodecu
claro,oDF podevariardeacordocomasmudanasdedistribuiodeluminnciadocue
comaposiodosol(MOORE,1991).
OFUSCAMENTOperturbao,desconfortooumesmoperdadevisibilidadedevidoauma
variao muito grande da iluminao e/ou uma velocidade muito grande. O efeito de
saturaoocorreapartirde25.000cd/m2.Oefeitodecontrasteocorrecasoaproporo
entreasluminnciasdocampovisualsejasuperiora10:1.
VETORILUMINAO DEmx[ lux] umamedidacomposta,possuindoumamagnitudee
uma direo. Sua magnitude a diferena mxima em iluminncia entre dois pontos
diametralmente opostos na superfcie de uma pequena esfera. Sua direo dada pelo
dimetroqueligaosdoispontosqueapresentamadiferenamxima(SZOKOLAY,1980).
FATORDEFORMAafraodaradiaodeixandoumelementodesuperfciefinita dS1
quechegaaumaoutrasuperfcieS2derea.
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FFdS1S2=fluxorecebidoporS2vindodeS2fluxototalemitidopor dS2
QuandooselementospossuemreasdiferentesA1eA2,pelarelaodereciprocidadese
tem:FFdS1S2.A1=FFdS1S2.A2finita(TREGENZA,1993,INCROPERA,1990).
DISCRETIZAODAABBODACELESTE asubdivisodaabbodacelesteempores
definidaspornguloshorizontaiseverticias.Umadiscretizaoemporesde6x24,por
exemplo,significaquesesubdidiuaabbodapassandoseseislinhasparalelasaoplanodo
horizonte (com 15o de altitude cada uma) e em 24 linhas longitudinais que cortam a
abbodadozniteparaohorizonte(emfatiasde15odevarreduraazimutal).
3 CARTASOLARPARALATITUDEDE12OSUL(Aracaj,10o55):
Representaatrajetriaaparentedosolemprojeoestereogrficaduranteoanosobreo
planodohorizontedoobservador,paraalatitudeconsiderada(FROTA&SCHIFFER,1988).
Profa. Dra. Roberta Vieira G de Souza
Pg. 9
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3LuzNaturalnaArquitetura
Fig.CartasolardeJooPessoa(FROTA&SCHIFFER,1988)
4 NVEISGERAISDEILUMINNCIARECOMENDADOSPELANBR5413/82:
As tabelas abaixo estabelecem os nveis de iluminncia por classe ou grupo de tarefa
visual. Para a determinaode a iluminncia adequada consultar o item5.3da referida
Norma.
Tabela Iluminnciaparacadagrupodetarefavisual
Faixa I luminncia( lux)
TipodeAtividade
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AIluminaogeralp/reasusadasinterruptamenteouc/tarefasvisuaissimples
2050
50 100
100200
reaspblicascomarredoresescuros.
Orientaosimplesp/permannciacurta.
Recintos no usados p/ trabalho contnuo,depsitos.
BIluminaogeralparareadetrabalho
200500
5001.000
1.0002.000
Tarefas c/ requisitos visuais limitados, trabalhobrutodemaquinaria,auditrios.Tarefas c/ requisitos visuais normais, trabalhomdiodemaquinaria,escritrios.Tarefasc/requisitosespeciais,gravaomanual,inspeo,indstriaderoupas.
CIluminaoadicionalp/tarefasvisuaisdifceis
2.0005.000
5.00010.000
10.00020.000
Tarefasvisuaisexataseprolongadas,(eletrnicadetamanhopequeno).Tarefas visuais muito exatas, montagem demicroeletrnica.Tarefasvisuaismuitoespeciais,cirurgia.
(ExtradodaNBR5413/1982)
TabelaFatoresdeterminantesdailuminnciaadequada
Caractersticadatarefaedo
Peso
observador 1 0 +1Idade Inferiora
40anos40a55anos Superiora
55anosVelocidade ePreciso
Semimportncia
Importante Crtica
Reflectncia doFundoedaTarefa
Superiora70%
30a70% Inferiora30%
(ExtradodaNBR5413/1982)
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Pg. 11
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TabelaIluminnciaemluxportipodeatividade
Atividade Nvel1 Nvel2 Nvel3Acondicionamentoengradamento,encaixotamentoeempacotamento 100 150 200Auditrioseanfiteatros
tribuna platia saladeespera bilheterias
300100100300
500150150450*
750200200750
Bancos* 300 500 750Bibliotecas
saladeleitura recintodeestantes fichrio
300200200
500300300
750500500
Corredoreseescadas 75 100 150Escolas
saladeaula quadronegro laboratriogeral laboratriolocal saladedesenho saladereunies
200300150300300150
300500200500500200
500750300750750300
Escritrios deregistro,cartografia,etc. desenho,engenhariamecnicaearquitetura desenhodecorativoeesboo
750750300
10001000500
15001500750
Hotis banheiros espelhos(iluminaosuplementar) saladeleiturageral saladeleituramesa cozinhageral cozinhalocal quartosgeral quartoscama(iluminaosuplementar) escrivaninha
100200100200150300100150200
150300150300200500150200300
200500200500300750200300500
Residncias saladeestargeral saladeestarlocal cozinha quartosdedormirgeral quartosdedormir local (espelho, penteadeira,
cama) hall,escadas,despensas,garagensgeral hall,escadas,despensas,garagenslocal banheiros
100300idemhotelidemhotelidemhotel75200idemhotel
150500
100300
200750
150500
RestaurantesLanchonetes
100150
150200
200300
(ExtradodaNBR5413/1982)
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5 RECOMENDAESPARAUMBOMAMBIENTELUMINOSOVISUAL:
Oobjetivodailuminaoemarquiteturacriaroambientevisualmaisadequados
atividadesprevistas.Oconforto luminosovisualresultadapercepoclaradainformao
visual demandada consciente ou inconscientemente. Para tanto, EGAN (1983) apresenta
asseguintesrecomendaes:
a)Ascondiesvisuaismelhoramcomoaumentodailuminnciaatumpontoondepassaavigoraraleidosretornosregressivos
b)Ascondiesvisuaismelhoramsea tarefavisualpodeserdistinguidadeseuentornoporsermais brilhante,mais contrastante,mais colorida, fortementedefinida,ouumacombinaodedoisoumaisdestesfatores
c) Ascondies visuais somelhoressea tarefavisualestnumcenriodesobstrudoenoconfuso
d)A iluminaodeve ser livre tantodoofuscamento inabilitador quantodoofuscamentoperturbador. As fontes de luz no podem ser fontes de ofuscamento perturbador.Consequentemente,asaberturasdoedifciodevemterelementosdeproteocontraaluzdiretadosoloureflexesindesejveisdoentornoexterno
e) Iluminao geral deve ser feita nos ambientes, com focos de luz sobre as tarefasvisuais. Evitar criar condies onde os olhos devem se adaptar muito rapidamente aumagrandevariedadedeluminosidades
f) Ambientes uniformemente sombrios devem ser evitados. Pequenos pontos de luz debaixa potncia corretamente distribudos podem contribuir para criar uma agradvelvariaodeluminosidadesemofuscamento
g) Superfcies retas no devem ser iluminadas desigualmente, a menos que os focosestejamsobrepeasdearte,painis,entradas,etc.
h) Luz suficiente deve chegar aos forros, para evitar condies sombrias que ocorremquandoumainformaovisualdesejadasobreaestruturadoambienteperdidaounoestclara
i) O entorno da tarefa visual deve ter luminosidademoderada. Esta luminosidade deveresultardareflexodassuperfciesdetetoeparedesedasaberturaspara iluminaonatural
j) As fontes de luzdevemserselecionadasde acordo comasnecessidadeshumanasdereproduodecor,finalidadesdoambienteetipodemobilirio
k)Aluznaturaldeveserprovidenciadaemqualquerambienteparapermitircontatocoma
natureza, com as pessoas e para induzir sensaes de bemestar e frescor. A
variabilidadedaluzacaractersticadominantedaluznaturaldodia.
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6 NVEISDEILUMINAOEXTERNAILUMINNCIASGLOBALEDIFUSA
ODLNprogramadoclculodeDisponibilidadedeLuzNaturalpermitefazeroclculoda
quantidade de luz disponvel para qualquer latitude brasileira atravs da utilizao de
algortimos desenvolvidos pela IES. Abaixo apresentamos os grficos e valores obtidos
paraAracajparacuclaro,encobertoeparcilamenteencoberto,nossoltcioseequincio.
Fig.NveisdeiluminnciadifusatpicosparaCuClaro,CC,CuParcialmenteEncoberto,CEeCuEncobertoparaSalvador,dia22dedezembro
Fig.NveisdeiluminnciadifusatpicosparaCuClaro,CC,CuParcialmenteEncoberto,CEeCuEncobertoparaSalvador,dia23dejunho
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3LuzNaturalnaArquitetura
Fig.NveisdeiluminnciadifusatpicosparaCuClaro,CC,CuParcialmenteEncoberto,CEeCuEncobertopara Salvador,Equincios
Fig.NveisdeiluminnciaglobaltpicosparaCuClaro,CC,CuParcialmenteEncoberto,CEeCuEncobertoparaAracaj,dia22dedezembro
Fig.NveisdeiluminnciaglobaltpicosparaCuClaro,CC,CuParcialmenteEncoberto,CEeCuEncobertoparaSalvador,dia23dejunho
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3LuzNaturalnaArquitetura
Fig.NveisdeiluminnciaglobaltpicosparaCuClaro,CC,CuParcialmenteEncoberto,CEeCuEncobertoparaAracaj,Equincios
7 OMTODODECLCULODACONTRIBUIODEILUMINAONATURAL
(CIN)
Omtodode clculo daContribuiode IluminaoNatural (CIN) ou fatorde luzdiurna
(FLD) um mtodo grfico para clculo de iluminncias internas a ser utilizado em
avaliaesiniciaisdaquantidadedeluzqueseobtmpordeterminadaabertura.
Ailuminaoproduzidapelocuvistoatravsdeumajanelaindependentedadistncia
docuelacompletamentedefinidapeladireoeluminnciadecadazonadecuepelo
ngulo slido que subentende.Nspodemosespecificar a iluminaoemqualquerponto
doespaoapenasemtermosdocampodeluminnciacercandooponto(LYNES:1968).Os
diagramasapresentadosnestemtodoconsideramadistribuiodeluminnciasparacus
encobertoseclarosepossibilitamaverificaodosnveisdeiluminnciaemdeterminados
pontos situados em planos horizontais no interior de ambientes. Estes diagramas
representamadistribuiode luminnciasemcuclaroparaasaltitudessolaresde15o,
30o, 45o, 60o, 75o e 90o, e so usados para se calcular osnveis de iluminncia emum
ponto escolhido, situado em planos horizontais no interior de ambientes iluminados
naturalmente.
Paraoestudodaluzincidenteemumpontoseutilizaomtododedivisodofluxoemque
se avalia a iluminao a partir de trs componentes distintas: a componente celeste
(CC),acomponenterefletidaexterna(CRE)eacomponenterefletidainterna(CRI).
AsomatriadosvaloresobtidosparaaCC,CREeCRImultiplicadospelosdevidosfatores
de correo para o tipo de vidro, tipo de caixilharia da abertura, de manuteno e de
Profa. Dra. Roberta Vieira G de Souza
Pg. 16
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3LuzNaturalnaArquitetura
proteosolarforneceracontribuiototaldeiluminaonatural,CINouFLD,relativaa
umpontosituadoemumplanohorizontal.
Componenteceleste Componenterefletica
externa
Componentereflet.
interna
Fig.Componentesdailuminaonatural
7.1 DistribuiodeLuminnciasparaCuEncoberto
Emumdiacompletamenteencobertonohluzsolardiretaatingindoosoloealuzdecu
touniformementedifundidaqueopadrodaluminnciadecuvisualmentesimtrico
comrelaoaoznite.Aluminnciadeumcuencobertotrsvezesmenornohorizonte
doqueacima.
7.2 DistribuiodeLuminnciasparaCuClaro
Omodelodedistribuiodeluminnciasdocuemumdiaclarosebaseiainteiramentena
luzdosoldispersaemsuapassagempelaatmosfera,chamadadeluzdocu.Aluminncia
deumdadoelementodecuvistodaterradependerdaaltitudedoelementoacimado
horizontedongulozenitaldosol,medidoemradianosapartirdoznitedongulono
solo, entre oponto central doelementoe o centro dosol edo fator de turvamentoda
atmosfera local (LYNES, 1968 CIE, 1996 PEREIRA, 1994b). Esta condio encontrase
padronizadapelaCIE(1996),ondea luminnciadequalquerpontodaabbadaceleste
dadacomoumafraodaluminnciadoznite,emfunodaposiodosoledaposio
relativadopontoconsiderado.
Profa. Dra. Roberta Vieira G de Souza
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PROJETOSLUMINOTCNICOS
3LuzNaturalnaArquitetura
Fig.Distribuiodeluminnciasparacuencoberto,segundoMOORE(1991)e
CLAROetal(2004)
Fig.Distribuiodeluminnciasparacuclaro,segundoMOORE(1991)eCLARO
etal(2004)
7.3 DiagramasdeContribuioRelativadeLuzDCRL
Aabbadacelestepode ser consideradacomoumhemisfrioderaio infinito, tendono
centro, o ponto de estudo considerado. A iluminncia devido a esta abbada pode ser
determinada a partir do conhecimento e da distribuio de luminncias do cu. Para se
determinar esta distribuio, a abbada celeste deve ser subdividida em zonas,
assumindoseumvalordeluminncianicoparacadazona.
Para determinadadivisoda abbada socalculados, osvaloresdarelaoLp/Lz, tanto
para cu encoberto quanto para cu claro. Estes somultiplicados por fatores de forma
calculados pela reado rebatimento da abbada celeste emplano horizontal, de acordo
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Pg. 18
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com a diviso que se queira adotar. Para insero no diagrama, os valores obtidos
ponderados para que as tabelas geradas possuam um valor de somatrio total igual a
10.000lux.Ouseja,cada100unidadesrepresentam1%dailuminaototalobtidasobre
umplanohorizontaldesobstrudo.
Os grficos de fatores de formaparaumahemisfera de rea10.000eosDiagramasde
ContribuioRelativa deLuzparaceencobertoeparacuclarocomalturassolaresde
15o,30o,45o,60o,75o e90o produzidosparadivisesdecude10oem10osofornecidos
nestaapostilanaspginasaseguir.
A partir dos diagramas e de umamscara do ambiente construda comoauxlio deum
tranferidorauxiliarpodese,ento,calcularaluzquechegaemdeterminadoponto(CIN
Contribuio de IluminaoNatural), seja vinda do cu visto pela abertura (lateral e/ou
zenital),dasobstruesexternase/oudasparedesetetodoambienteinterno.
7.4 ROTEIRO PARA CLCULO DA CIN PARA ABERTURAS LATERAIS
7.4.1 Construodamscaradoambiente
Determinao de ngulos horizontais (a) e verticais (b) das superfcies internas e
externas
Fig.Determinaodosngulosnoambienteeprojeosobreotransferidorauxiliar.
7.4.2 ClculodaComponenteCelesteCC
Cuencoberto
SobreposiodamscaraconstrudasobreoDCRLparacuencoberto.
CC=somadosvaloresvistosatravsdaaberturacorrespondentesaocu.
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Pg. 19
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Cuclaro
Definiododiaparaclculo
Levantamentodeazimuteealturasolar
EscolhadoDCRLparacuclarocomalturasolarmaisprximaencontrada(DCRL
15o,30o,45o,60o,75o,90o)
LocalizaodoNortenoDCRL.
sobrepese a mscara construda sobre o DCRL de forma que a abertura fique
orientadaadequadamenteapartirdoNortejmarcadoeprocedesesomadosvalores
internosmascaradeobstruoassubdivisesdodiagramaqueforemcortadaspelas
linhasdasmscarasseroconsideradasproporcionalmentediviso.
NN
SS
OO
LL
Fig.OrientaodoDRCLcomoauxliodacartasolarlocal.
NN
LL
SS
OO
CCCC=[7*6.3+15*6.3+17*6.3+(18*1.15+17*5.15)*0.5]/100
CCCC=3,13% EHFig.Superposiodamscaradeobstruo
sobreoDRCLorientado.
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Pg. 20
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7.4.3 ClculodaComponenteRefletidaExternaCRE
ExistemduasestratgiasbsicasparaoclculodaCRE:umaparacuclaroeoutrapara
cuencoberto.
CuEncoberto considerasequeas luminnciasdasobstruesvistasdopontoem
estudo sejam iguais luminncia do cu. Fazse a projeo estereogrfica desta
superfcieesesuperpeestaaoDCRLparacuencoberto,lendoassimseuvalor.Como
aluminnciadasobstruesgeralmentemenorqueadocuporvirsomentedaluz
refletida, se multiplica o valor encontrado pela refletividade, r, da superfcie em
considerao.
CuClaroquandoumaparceladocuobstrudaporumaedificaonoiluminada
diretamentepelosol,considerasequeaporodecuobstrudapelasuperfcieexterna
possuirumaluminosidademenorqueaporodecuequivalentevistadaimagemPi
dopontoP.AporodecuvistaporreflexopelopontoPentoconsideradacomo
sendoaqueseveriaasuaimagemPiatravsdasuperfcieSderefletividade r.
CRE=CCvistaporreflexo* r
onde:
r coeficientedereflexodasuperfcievistadaabertura
Fig.Porodecuvistaatravsdeumasuperfcierefletoraeprojeodeobstruoexternanahemisferaunitriavistaatravsdeumaabertura.
Obs.: Este clculo valido apenas quando a superfcie externa no estiver diretamente
iluminada pelo sol. As superfcies externas iluminadas pelo sol no sero objeto de
discussodestadisciplina.
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Pg. 21
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7.4.4 ClculodaComponenteRefletidaInternaCRI
Acomponenterefletidainternaircontribuirparaailuminnciatotalquechegaao
ponto interno e seus valores dependem da quantidade de luz que entra no ambiente
atravs da abertura a qual por sua vez depende do cu e das obstrues externas
(GIRARDIN,1993).
Oclculodareadecontribuiodecadasuperfcielevaemcontaofatordeforma
de cada uma das superfcies internas em relao ao ponto P e suas respectivas
refletividades. O fator de forma calculado pela superposio da superfcie projetada
(desenhada pelo transferidor auxiliar) sobre o diagrama de fatores de forma. O valor
encontrado do fator de forma da cada uma das superfcies, FFP, multiplicado pela
refletnciamdiadestasuperfcie, rm,obtendoseassimovalorpercentualdacontribuio
daCRI.
n=i
CRI= S (FFpi . ri).(CC+CRE)n=1
onde:
nnmerodesuperfcies
FFpi reaprojetadadecadasuperfcie
ri refletnciadecadasuperfcieinterna
7.4.4.1 Tabeladecorreo,Kp,dosvaloresdeCRIencontrados,emfunodaposiodoponto
emrelaojanela
Verificouse atravs de diversos estudos da literatura que o mtodo DCRL tende asubestimar as reflexes mltiplas ocorridas nas superfcies internas do ambiente. Foiporposto ento por Souza (2004) a introduo de ndices de correo para evitar estadistoro, no s pela profundidade do ponto calculado,mas tambm pela refletividademdiadoambiente.Estesndicessoapresntadosnatabelaaseguir.
ndicesKPparaacorreodaCRI nomtodoDCRL.
ValordekP
Posiodoponto Refletividadebaixa Refletividademdia Refletividadealta
prximoabertura 6 2 1
posiointermediria 7 3 1
afastadodaabertura 8 4 2
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Pg. 22
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7.4.5 ClculodaContribuiodeI luminaoNaturalCIN
AContribuiodeIluminaoNatural(paracuclaroouencoberto),tambmchamadade
Fator de Luz Diurna (quando se refere apenas a cu encoberto) o somtorio das
componentes celeste, componente refletida interna e componente refletida externa,
minorados das perdas de luz sofridas pelos seguintes fatores: transmissividade do vidro
(t),obstruodocaixilho(kc)esujeiraqueseacumulanosistemadeaberturas,funodo
graudemanuteno (km). Devese considerar tambm a existncia ou no deproteo
solar que pode ser computada atravs de um fator deobstruo, ko, ou atravsde sua
representaogrfica.
CIN=(CC+CRE+CRI).m
onde:m= t .kc.km.ko
7.4.6 Verificaodeadequabilidadedosistema
CompararnveldeiluminaoobtidocomonvelnecessriopreconizadonanormaNBR
5413/82
Epcalculado=CIN.EH[lux]
Casoonvelestejaacimaouabaixodosnveisdesejveis,proporalteraesnosistema
(dimenso, cor, transmissividade, manuteno, etc) de forma amelhor adequlo s
necessidadesvisuais.
7.5 ROTEIRO PARA CLCULO DA CIN PARA ABERTURAS ZENITAIS
O clculo da iluminao zenital permite a obteno da rea de abertura necessria na
superfciedazenitalparaaotenodonveldeiluminaodesejadonoplanodetrabalho.
7.5.1 Construodamscaradoambiente
Determinaodenguloshorizontais(a)everticais(b)dasobstruesexternas
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Pg. 23
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Construo da mscara de obstruo do entorno imediato da edificao tomandose
comorefernciaopontocentraldacobertura.
Fig.Plantadeumaedificaocomrepresentaodoentornoimediato.
Fig.Projeodoentornodaedificaoparaopontocentraldesuacobertura.
7.5.2 ClculodaComponenteCeleste,CC
Cuencoberto
SobreposiodamscaradeobstruodeentornosobreoDCRLparacuencoberto.
CC=(10.000somadosvaloressobaobstruo)/100[%]
Cuclaro
Definiododiaparaclculo
Levantamentodeazimuteealturasolar
EscolhadoDCRLparacuclarocomalturasolarmaisprximaencontrada(DCRL
15o,30o,45o,60o,75o,90o)
LocalizaodoNortenoDCRL
SobreposiodamscaradeobstruodeentornosobreoDCRL.
CC=(10.000somadosvaloressobaobstruo)/100[%]
7.5.3 ClculodaComponenteRefletidaExterna,CRE
Seguirpassosparaclculodacomponenteceleste
CRE=somadosvaloressobobstruo*refletividadedaobstruo/100[%]
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n=1
CRE= S (Co. ri)/ 100[% ]n=i
onde:
nnmerodesuperfcies
Cocomponenteobstrudadocua180o(cuoposto)
ri refletnciadecadasuperfcieinterna
7.5.4 ClculodadisponibilidadedeLuzNaturalsobreacobertura
Determinaodonveldeiluminaoemplanohorizontal,EHemfunododiadoano,
horaetipodecu(valortabelado)
Disponibilidadedeluznoplanodetrabalho
Ed=(CC+CRE)EH total
7.5.5 Determinaodareailuminantetotal
E= j/ S ou: S= j/ E
Szenital=(Ep.Sambiente)/ (Ed.m.ku)
onde:
Ep = nvel de iluminao requerida no plano de trabalho (verificar tbelas daNBR5413/82)
Sambiente=reatotaldoambienteinterno
Ed =disponibilidadedeluznaturalnopontomdiodacobertura
m = t.kc.km.ko (coeficientequerepresentaoquantodeluzatravessaosistemaaps as perdas por transmissividade do vidro, caixilho, manuteno eobstruo)
ku =coeficientedeutilizao,tabelado
Para a determinao de ku, devese saber o valor das refletividades das superfcies
internasdoambiente,eondicedorecinto,ir:
ir=(c.l)/ [(c+l).h]
onde:
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Pg. 25
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c comprimentodorecinto
l larguradorecinto
h alturadoplanodetrabalhoaoteto
Interpolarosvaloresdasrefletividadesedeirparaseacharku.
7.5.6 Determinaodonmerodeestruturaszenitais
N=Sz/ Su
onde:
Sz=reatotaldezenitais
Su=reaunitriadecadazenital
7.5.7 Determinaodoespaamentodossistemaszenitaisparauniformidadede
iluminaonoplanodetrabalho
Verificarasrelaesentredistnciaentrecadaumadasaberturaszenitaisealturado
planodetrabalhoD/H 1,25
Verificar relaes entre as distncias entre cada uma das aberturas zenitais e as
distnciasatasparedesd D/x,ondexvariaparacadatipodesistema.
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Pg. 26
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8 TRANSFERIDORAUXILIARPARAOTRAADODEMSCARASDE
OBSTRUOEMPROJEOESTEREOGRFICA
Fig.14.1TransferidorAuxiliar
Fonte:SOUZA(1997)
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Pg. 27
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9 DIAGRAMADEFATORESDEFORMAPARAAHEMISFERAUNITRIA
Fig15.1.FatoresdeFormadaHemisferaUnitria
Fonte:SOUZA(1997)
Profa. Dra. Roberta Vieira G de Souza
Pg. 28
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10DIAGRAMASDECONTRIBUIORELATIVADELUZ(DCRL)PARACU
ENCOBERTO
Fig.16.1DCRLparaCuEncoberto
Fonte:SOUZA(1997)
Profa. Dra. Roberta Vieira G de Souza
Pg. 29
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11DIAGRAMASDECONTRIBUIORELATIVADELUZ(DCRL)PARACU
CLARO
Fig.17.1DCRLparaalturasolar15
Fonte:SOUZA(1997)
Profa. Dra. Roberta Vieira G de Souza
Pg. 30
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Fig.17.2DCRLparaalturasolar30
Fonte:SOUZA(1997)
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Pg. 31
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Fig.17.3DCRLparaalturasolar45
Fonte:SOUZA(1997)
Profa. Dra. Roberta Vieira G de Souza
Pg. 32
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Fig.17.4DCRLparaalturasolar60
Fonte:SOUZA(1997)
Profa. Dra. Roberta Vieira G de Souza
Pg. 33
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Fig.17.5DCRLparaalturasolar75
Fonte:SOUZA(1997)
Profa. Dra. Roberta Vieira G de Souza
Pg. 34
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Fig.17.6DCRLparaalturasolar90
Fonte:SOUZA(1997)
Profa. Dra. Roberta Vieira G de Souza
Pg. 35
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12TABELADECOEFICIENTESDEREFLEXO(r)DEMATERIAISECORES:
Materiais r (% ) Cores r (% )alumniopolido 6070 escuras 1530aoinox 5565 mdias 3050asfaltosempoeira 07 claras 5070cal 8588 brancos 8595cermicavermelha 30 brancogelo 79concretoaparente 55 prolas 7284cromo 6065 marfim 7184esmaltes 6090 cascadeovo 81espelhos 8090 cremes 6076gesso(branco) 9095 amarelos 6070gramaescura 06 laranja 50granito 40 rosas 3560granolite 17 vermelhos 1735livrosemestantes 1020 azuis 1050mrmorebranco 45 verdes 1260madeiraclara 13 ocres 4460madeiraescura 0713 marrons 0732terra 0720 violetas 0540tijolo 1348 cinzas 2550tecidoescuro 02 pretos 0408troncosdervores 0305vegetaodeportemdio 25
Fontes:CINTRADOPRADO(1961)eMOREIRA(1982).
13TABELADECOEFICIENTESMDIOSDETRANSMISSO(t)DEVIDROSE
PLSTICOS
Material t (% )
VidroTransparentesimples,2a3mmdeespessuratriplo,4a6mmdeespessuraaramado,at6mmdeespessuraVidroTranslcidoimpressofantasia,3a4mmdeespessuraesmerilhado,impressogrossoev.industrial,at6mmVidroEspecialcolorido,absorvedordecalor,4a6mmdeespessura
858680
80857580
74
TelhaonduladadefibradevidroparacoberturasmedianamentedifusorasconsideravelmentedifusorasmuitodifusorasP lacatranslcidaopalinadeacrlico
7580667555705578
Fonte:MASCAR&VIANA(1980).
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Pg. 36
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14TABELADECOEFICIENTESDEMANUTENO(kM):
Correo do fator de luz diurna (FLD) para perdas devido sujeira da superfcie
iluminante.
TipodeLocal
Tipodetrabalho
EstadodeConservao
SuperfcieIluminante km(% )
Vertical Inclinada HorizontalLimpoSujo
LimpoSujo
Bom 9070
8060
7050
LimpoSujo
LimpoSujo
Regular 8070
7060
6050
LimpoSujo
LimpoSujo
Mau 7060
6050
5040
Nota:osvalorescorrespondemlocalizaodaedificaoemreanoindustrial.Quandoalocalizaoforemreaindustrial,osvaloresindicadosnestatabeladevemserreduzidosem10%.Fonte:MASCAR(1985).
15TABELADEILUMINNCIAEXTERIORPERCENTUALOBSTRUDAPOR
DIVERSOSTIPOSDEFATORESDESOMBRA(FS)*:
Correodofatordeluzdiurna(FLD)paraperdasdevidoproteocontrainsolaodireta
sobreoplanodetrabalho.
TipodeFatordeSombra I luminnciaObstruda(% )Persiana
decorclaradecorescura
6080
CortinadeTecidodeTramaAbertadecorclaradecorescura
3050
CortinadeTecidodeTramaFechadadecorclaradecorescura
7085
Persianadeenrolar,5%deaberturadecorclaradecorescura
8090
Toldodecorclaradecorescura
6080
Briseshorizontais(NS)decorclaradecorescura
5060
Brisesverticais(LO)decorclara 40
Profa. Dra. Roberta Vieira G de Souza
Pg. 37
PROJETOSLUMINOTCNICOS
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decorescura 50(*)Paralatitudede30oS.Fonte:MASCAR&VIANA(1980).
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Pg. 38
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16TABELADECOEFICIENTESDEUTILIZAO(kU)PARADOMOS
CoeficientedeReflexo(r)Teto/ Forro 0,70 0,50 0,30 00Paredes 0,50 0,30 0,10 0,50 0,30 0,10 0,30 0,10 00
ndicedo Local(i r)
CoeficientesdeUtilizao(ku)
AlturadoPoo=0d/h=1,25
0,600,801,001,251,502,002,503,004,005,00
0,430,420,560,620,650,700,740,770,800,820,90
0,380,470,510,560,600,660,700,740,770,790,90
0,340.430,470,530,560,620,670,700,750,770,90
0,420,510,550,600,640,690,730,750,780,800,88
0,380,460,510,560,590,650,690,720,760,780,88
0,340,430,470,520,560,620,660,700,730,760,88
0,370,460,500,550,580,640,680,710,740,770,86
0,340,430,470,520,550,610,650,690,730,750,86
0,330,410,450,500,540,690,640,670,710,730,84
AlturadoPoo=1/2xraiodopood/h=1,0
0,600,801,001,251,502,002,503,004,005,00
0,330,400,440,480,510,550,570,590,600,620,68
0,290,360,410,450,480,520,540,550,590,600,68
0,270,330,380,420,450,470,520,540,570,590,68
0,320,390,430,480,500,540,560,580,590,610,66
0,290,350,400,440,470,510,540,550,580,600,66
0,260,330,380,420,450,470,510,540,560,580,66
0,280,350,400,440,470,500,530,550,570,580,65
0,260,330,380,420,450,480,510,530,560,570,65
0,250,310,360,400,440,470,500,520,540,560,63
AlturadoPoo=1xraiodopood/h=1,0
0,600,801,001,251,502,002,503,004,005,00
0,280,330,380,400,420,440,460,470,480,490,53
0,260,310,340,370,400,420,440,460,470,480,53
0,240,280,320,350,380,400,420,450,460,470,53
0,280,330,360,390,410,430,450,460,470,480,52
0,260,300,340,360,390,410,430,450,460,480,52
0,240,280,320,350,370,400,420,440,450,470,51
0,250,300,340,360,390,410,430,440,460,470,51
0,240,280,320,350,370,400,420,430,450,460,51
0,230,270,310,340,360,390,410,420,440,450,49
AlturadoPoo=2xraiodopood/h=0,75
0,600,801,001,251,502,002,503,004,005,00
0,190,230,250,270,280,300,310,320,320,330,35
0,170,220,240,250,270,290,300,300,320,320,35
0,150,200,230,240,260,280,290,300,310,310,35
0,180,230,250,270,280,290,300,310,320,320,35
0,170,210,240,250,270,280,290,300,310,320,35
0,150,200,230,240,260,280,290,290,300,310,35
0,170,210,230,250,260,280,290,290,310,310,34
0,150,200,220,240,250,270,280,290,300,300,34
0,150,200,220,240,250,270,280,280,300,300,33
AlturadoPoo=4xraiodopood/h=0,50
0,600,801,001,251,502,002,503,004,005,00
0,110,130,130,140,150,150,160,160,170,170,18
0,100,120,130,130,140,150,160,160,160,160,18
0,100,110,120,130,130,140,150,150,160,160,18
0,110,120,130,140,150,150,160,160,160,170,18
0,100,120,130,130,140,140,150,160,160,160,18
0,100,110,120,130,130,140,150,150,160,160,18
0,100,120,120,130,140,140,150,150,160,160,17
0,100,110,120,130,130,140,150,150,150,160,17
0,100,110,120,130,130,140,140,150,150,150,17
Nota:Osvaloresde(d/h)representamarelaomximarecomendadaentreespaamentoealturaparacadatipodeelementozenital.Aaltura(h)medidaentreaalturadoplanodetrabalhoealinhadecentrodaestruturadecobertura.Fonte:Lynes,J.A.PrinciplesofNaturalLighting.London,Elsevier,1968.ExtradodeMASCAR(1985).
Profa. Dra. Roberta Vieira G de Souza
Pg. 39
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3LuzNaturalnaArquitetura
17TABELADECOEFICIENTESDEUTILIZAO(kU)PARADIVERSOS
TIPOSDEELEMENTOSZENITAIS
CoeficientedeReflexo(r)Teto/ Forro 0,70 0,50 0,30 00Paredes 0,50 0,30 0,10 0,50 0,30 0,10 0,30 0,10 00
ndicedoLocal(ir)
CoeficientesdeUtilizao(ku)
0,60 0,34 0,30 0,27 0,34 0,30 0,27 0,30 0,27 0,270,80 0,40 0,39 0,36 0,40 0,39 0,36 0,39 0,36 0,351,00 0,45 0,43 0,41 0,44 0,42 0,41 0,42 0,41 0,381,25 0,50 0,47 0,46 0,50 0,47 0,45 0,47 0,45 0,44
Coberturade 1,50 0,51 0,49 0,47 0,51 0,49 0,47 0,49 0,46 0,46inclinao 2,00 0,57 0,55 0,53 0,56 0,53 0,52 0,53 0,52 0,51dupla 2,50 0,59 0,56 0,55 0,59 0,56 0,55 0,55 0,53 0,53Espaamento: 3,00 0,62 0,60 0,59 0,62 0,59 0,58 0,59 0,58 0,56Rendim.=0,94 4,00 0,64 0,63 0,61 0,64 0,64 0,61 0,61 0,60 0,60
5,00 0,68 0,65 0,65 0,66 0,65 0,63 0,63 0,62 0,62 0,76 0,76 0,76 0,74 0,74 0,74 0,73 0,73 0,710,60 0,07 0,06 0,04 0,07 0,05 0,04 0,05 0,03 0,030,80 0,11 0,08 0,07 0,10 0,08 0,06 0,08 0,06 0,051,00 0,14 0,11 0,10 0,13 0,10 0,09 0,10 0,08 0,071,25 0,16 0,13 0,12 0,15 0,13 0,11 0,12 0,10 0,091,50 0,17 0,15 0,13 0,16 0,14 0,12 0,13 0,12 0,10
Denteserra c/superfcie
2,00 0,19 0,17 0,16 0,18 0,16 0,15 0,15 0,14 0,12
ilumin.vertical 2,50 0,21 0,20 0,18 0,20 0,18 0,17 0,17 0,16 0,14d/h=2:1 3,00 0,22 0,21 0,19 0,21 0,19 0,18 0,18 0,17 0,15Rendimento =0,34
4,00 0,24 0,22 0,21 0,22 0,21 0,20 0,19 0,18 0,17
5,00 0,25 0,24 0,23 0,23 0,22 0,21 0,20 0,21 0,18 0,30 0,30 0,30 0,29 0,29 0,29 0,27 0,27 0,270,60 0,19 0,16 0,15 0,19 0,16 0,14 0,16 0,14 0,140,80 0,25 0,21 0,20 0,25 0,21 0,20 0,21 0,20 0,181,00 0,30 0,26 0,25 0,29 0,26 0,24 0,25 0,24 0,211,25 0,31 0,30 0,27 0,31 0,29 0,26 0,27 0,26 0,24
Denteserrac/ 1,50 0,34 0,31 0,30 0,32 0,31 0,29 0,30 0,27 0,26superf.iluminante 2,00 0,36 0,35 0,32 0,36 0,34 0,32 0,34 0,32 0,29inclinada 2,50 0,39 0,38 0,35 0,38 0,36 0,34 0,35 0,32 0,31d/h=2:1 3,00 0,40 0,39 0,38 0,40 0,38 0,36 0,36 0,35 0,32Rendim.=0,58 4,00 0,42 0,41 0,40 0,41 0,40 0,39 0,39 0,38 0,35
5,00 0,44 0,42 0,41 0,42 0,41 0,40 0,40 0,39 0,36 0,49 0,49 0,49 0,48 0,48 0,48 0,45 0,45 0,42
Nota:Osvaloresde(d/h)representamarelaomximarecomendadaentreespaamentoealturaparacadatipodeelementozenital.Aaltura(h)medidaentreaalturadoplanodetrabalhoealinhadecentrodaestruturadecobertura.Fonte:Lynes,J.A.PrinciplesofNaturalLighting.London,Elsevier,1968.ExtradodeMASCAR(1985).
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PROJETOSLUMINOTCNICOS
3LuzNaturalnaArquitetura
CONTINUAO
CoeficientedeReflexo(r)Teto/ Forro 0,70 0,50 0,30 00Paredes 0,50 0,30 0,10 0,50 0,30 0,10 0,30 0,10 00
ndicedoLocal(ir)
CoeficientesdeUtilizao(ku)
0,60 0,07 0,05 0,04 0,06 0,05 0,04 0,05 0,04 0,030,80 0,09 0,07 0,06 0,09 0,07 0,06 0,07 0,06 0,051,00 0,12 0,10 0,08 0,11 0,09 0,08 0,09 0,03 0,071,25 0,14 0,12 0,10 0,13 0,11 0,10 0,11 0,10 0,09
Lanterninc/ 1,50 0,15 0,13 0,12 0,15 0,13 0,12 0,13 0,11 0,11superf. 2,00 0,17 0,15 0,14 0,16 0,15 0,14 0,15 0,13 0,13iluminante 2,50 0,18 0,17 0,15 0,18 0,16 0,15 0,16 0,15 0,14vertical 3,00 0,20 0,18 0,17 0,19 0,18 0,17 0,17 0,16 0,16d/h=2:1 4,00 0,21 0,20 0,19 0,20 0,19 0,19 0,19 0,18 0,17Rendim.=0,31 5,00 0,21 0,20 0,19 0,20 0,19 0,19 0,19 0,18 0,17
0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,24 0,24 0,230,60 0,07 0,05 0,04 0,07 0,05 0,04 0,05 0,04 0,040,80 0,10 0,08 0,06 0,10 0,07 0,06 0,07 0,06 0,061,00 0,13 0,11 0,08 0,12 0,11 0,08 0,11 0,08 0,081,25 0,16 0,13 0,11 0,14 0,13 0,11 0,13 0,11 0,10
Lanterninc/ 1,50 0,17 0,14 0,12 0,16 0,14 0,12 0,13 0,12 0,12superf. 2,00 0,19 0,17 0,16 0,18 0,17 0,16 0,16 0,14 0,14ilumin. 2,50 0,20 0,18 0,17 0,19 0,18 0,17 0,18 0,17 0,16assimtrica 3,00 0,22 0,19 0,18 0,20 0,19 0,18 0,19 0,18 0,17d/h=2:1 4,00 0,23 0,22 0,20 0,23 0,22 0,20 0,20 0,20 0,19Rendim.=0,30 5,00 0,24 0,23 0,22 0,24 0,23 0,22 0,22 0,22 0,20
0,29 0,29 0,29 0,27 0,27 0,27 0,27 0,27 0,260,60 0,17 0,14 0,12 0,17 0,14 0,12 0,13 0,12 0,120,80 0,23 0,19 0,17 0,23 0,19 0,17 0,19 0,17 0,161,00 0,27 0,24 0,22 0,26 0,24 0,22 0,23 0,22 0,191,25 0,30 0,26 0,24 0,29 0,26 0,24 0,26 0,24 0,23
Lanterninc/ 1,50 0,32 0,29 0,26 0,31 0,29 0,26 0,27 0,26 0,24superf. 2,00 0,35 0,31 0,30 0,34 0,31 0,29 0,31 0,29 0,27iluminante 2,50 0,37 0,35 0,32 0,35 0,34 0,31 0,32 0,31 0,30inclinada 3,00 0,40 0,36 0,35 0,38 0,36 0,34 0,35 0,34 0,32d/h=2:1 4,00 0,41 0,38 0,37 0,40 0,38 0,36 0,37 0,36 0,35Rendim.=0,59 5,00 0,42 0,41 0,38 0,42 0,40 0,38 0,38 0,37 0,36
0,49 0,49 0,49 0,48 0,48 0,48 0,47 0,47 0,460,60 0,15 0,12 0,09 0,13 0,12 0,09 0,11 0,09 0,090,80 0,19 0,16 0,13 0,19 0,16 0,13 0,16 0,13 0,131,00 0,23 0,20 0,18 0,22 0,19 0,18 0,19 0,18 0,161,25 0,26 0,23 0,20 0,24 0,23 0,20 0,22 0,20 0,19
Lanterninc/ 1,50 0,27 0,24 0,22 0,26 0,24 0,22 0,23 0,22 0,20superf. 2,00 0,30 0,27 0,24 0,28 0,26 0,24 0,26 0,24 0,24ilumin.inclinadae 2,50 0,32 0,30 0,27 0,31 0,28 0,27 0,28 0,27 0,26assimtrica 3,00 0,34 0,31 0,32 0,34 0,32 0,31 0,32 0,31 0,30d/h=2:1 4,00 0,35 0,34 0,32 0,34 0,32 0,31 0,32 0,31 0,30Rendim.=0,46 5,00 0,35 0,34 0,34 0,35 0,34 0,32 0,34 0,32 0,31
0,40 0,40 0,40 0,40 0,40 0,40 0,39 0,39 0,38Nota:Osvaloresde(d/h)representamarelaomximarecomendadaentreespaamentoealturaparacada tipodeelementozenital.Nos lanternins,oespaamento(d)medidoentre os centros de 2 elementos adjacentes. A altura (h) medida entre o plano detrabalho e a linhade centro da estrutura de cobertura. Fonte: Lynes, J. A. Principles ofNaturalLighting.London,Elsevier,1968.ExtradodeMASCAR(1985).
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PROJETOSLUMINOTCNICOS
3LuzNaturalnaArquitetura
18EQUAESEMPRICASPARAOCLCULODEILUMINNCIAS
INTERNAS
Este mtodo desenvolvido por SOUZA (2004) leva em considerao apenas as
componentescelesteerefletidainterna,ouseja:
Ei=CC+CRI
Comoacomponenterefletidainternadependedaluzqueentrapelaaberturaerefletida
nas paredes,para fins deelaboraodomodelomatemticoaCRI foi consideradacomo
umfatordemajoraodaluzobtidadiretamente,pelacomponenteceleste,ouseja:
Ei=CC.CRI
Souza(2004)desenvolveuasseguintesequaesparaoclculodaCCedaCRIparaas
condiesdecuclaroedecuencoberto,quelevamemcontaasvariveis,iluminncia
difusaexterna,Ed,nguloslido, W,nguloentreocentrodaaberturaeopontointerno
considerado,Zi,eazimutedosolemrelaonormalabertura, yi.
Tabela EquaesparaaCCeparaaCRIparacuclaroecuencoberto.Componenteceleste( lux) ComponenteRefletidainterna(% )
Cuclaro
CCcl=0,90Ed0,73 W0,63e(0,23senZi+0,05cosyi) CRIcl=3,14Ed0,06 Wp 3,4 r 0,67e(0,02senZi)
CuEncoberto
CCen=1,63Ed0,68 W0,79e(0,11senyf0,29cosyf) CRIen=2,16Ed0,06 Wp 3,50 r 0,25e(0,06senZi)
Onde:
Ed=Iluminnciadifusahorizontalexterna
W=(A/ d2)cosq 1.cosq 2.cosq 3(nguloslido)A=read=distnciadopontoaocentrodajanela q1=ngulohorizontalentreopontoeocentrodajanela q2=nguloverticalentreopontoeocentrodajanela q3=nguloentreanormalaosensoreocentrodajanela
yf nguloentreosoleocentrodaabertura(azimutedosolemrelaofachada)
Zi nguloentreanormaldopontoconsideradoeocentrodajanela
r refletividademdiadassuperfciesinternas
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PROJETOSLUMINOTCNICOS
3LuzNaturalnaArquitetura
19 FERRAMENTAPARACLCULODENVEISDEILUMINNCIA
INTERNAAPARTIRDASEQUAESDOMTODOMATEMTICO
Paraotimizarautilizaodasequaesacimaseintroduzemosclculosemumatabela
emsoftwaredeplanilhaeletrnica.
CIDADE: Florianpolis Esquema:longitude: 27,3 janelalatitude: 48,2 CC(lux)SALA JANELA P1 P2 P3compr: 6 largura: 2P4 P5 P6largura: 3,3 altura: 1,35P7 P8 P9 r mdio: 0,73 rea: 2,7 CRI(lux)
P1 P2 P3 W' P4 P5 P6
P1 P2 P3 P7 P8 P9P4 P5 P6 Ei(lux)P7 P8 P9 P1 P2 P3
0,0456 0,1189 0,0456 P4 P5 P60,0107 0,0133 0,0107 P7 P8 P90,0030 0,0032 0,0030 fundo
NGULOENTREOPONTOEOCENTRODAJANELAAzimutedafachada: 180 ZiP1 P2 P3 130 180 130P4 P5 P6 159 180 159P7 P8 P9 167 180 167
CLCULODONGULOSLIDOdist.Pto ng. ng. ng.centrojanela d 2^ horiz. vertic. incid.W
1,740 3,03 50 45 45 0,287
1,344 1,81 0 45 45 0,7471,740 3,03 50 45 45 0,2873,320 11,02 21 18 72 0,0673,083 9,50 0 18 72 0,0833,320 11,02 21 18 72 0,0675,137 26,39 13 11 79 0,0195,020 25,20 0 11 79 0,0205,137 26,39 13 11 79 0,019
NestaTabelaonguloslidocorrigido, W,podeserentradodiretamenteoucalculadopela
tabelaatravsdasclulasapresentadasdireitaemqueseintroduzadistnciadecada
ponto janela e os ngulos horizontais e verticais que cada ponto faz como centroda
aberturadeiluminao.Casoocentrodajanelasejalocalizadonomeiodaparedeemque
seencontra,atabelafazoclculoautomticodonguloslidodestespontosapenaspela
entradadasdimensesdoambienteedaabertura.Casoajanelasejadeslocadadocentro
da parede, os valores necessrios para o clculo do ngulo slido devem ser entrados
manualmente.
ATabelaseguintetrazentooclculodacomponenteceleste,CC,dacomponenterefletida
interna, CRI, e a resultante multiplicao destas que fornece o nvel de iluminncia
interna,Ei,nopontoconsiderado.Cadaumdosnovepontoslocalizadonocentrocadade
rea que representa 1/9 da rea total. Nesta etapa do clculo devem ser fornecidos os
nveis de iluminncia difusa externa, Ed, para cada um dos trs horrios considerados
(9:00,12:00e15:00)paraascondiesdecuclaroeencoberto.
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PROJETOSLUMINOTCNICOS
3LuzNaturalnaArquitetura
CUCLARO CUENCOBERTO e': 7,0 D: 0,1 e': 7,0 D: 0,1
vero VERO INVERNO inverno vero VERO INVERNO inverno09:00 171 263 120 137 210 96 09:00 09:00 168 358 168 78 167 78 09:00
alt.solar(o) 63 66 53 50 53 42 alt.solar(o) alt.solar(o) 53 63 53 25 29 25 alt.solar(o)46,6 27 27 24 22 22 20 20,5 46,6 19 21 19 9 10 9 20,5
Ed(lux) 3,2 2,0 3,3 3,2 2,0 3,3Ed(lux) Ed(lux) 2,8 1,6 2,6 2,7 1,6 2,4Ed(lux)10189 4,0 4,0 4,1 4,0 4,0 4,1 7108 15272 3,4 3,3 3,2 3,2 3,1 3,1 7293
AzSol.Fc. 4,2 4,2 4,2 4,2 4,2 4,2AzSol.Fc. AzSol.Fc. 3,5 3,5 3,4 3,4 3,3 3,3AzSol.Fc.135 556 537 403 445 430 322 85 135 471 587 429 210 261 191 85
251 263 216 201 211 173 180 206 173 80 92 77114 114 104 91 91 83 68 71 66 30 32 30
mdia diversid.unif mdia diversid.unif mdia diversid.unif mdia diversid.unif284 5,4 0,4 95 5,4 0,9 105 8,9 0,6 47 8,9 0,6
12:00 189 290 133 160 246 113 12:00 12:00 246 524 246 179 382 179 12:00
alt.solar(o) 69 73 59 59 62 50 alt.solar(o) alt.solar(o) 78 93 78 57 68 57 alt.solar(o)85,1 30 30 27 25 25 23 39,2 85,1 28 30 28 21 22 21 39,2
Ed(lux) 3,3 2,1 3,4 3,2 2,0 3,3Ed(lux) Ed(lux) 2,9 1,7 2,6 2,8 1,6 2,5Ed(lux)11909 4,1 4,0 4,1 4,0 4,0 4,1 9508 21037 3,4 3,3 3,3 3,4 3,2 3,2 13251
AzSol.Fc. 4,3 4,3 4,3 4,2 4,2 4,2AzSol.Fc. AzSol.Fc. 3,6 3,5 3,5 3,5 3,4 3,4AzSol.Fc.180 620 599 449 519 501 376 180 180 702 875 640 499 622 455 180
280 294 241 235 246 202 269 308 258 191 219 183127 127 116 106 106 97 102 106 99 72 75 70
mdia diversid.unif mdia diversid.unif mdia diversid.unif mdia diversid.unif132 5,4 0,9 111 5,4 0,9 155 8,9 0,6 111 8,9 0,6
15:00 171 263 120 132 202 93 15:00 15:00 196 418 196 97 207 97 15:00
alt.solar(o) 63 66 53 48 51 41 alt.solar(o) alt.solar(o) 62 74 62 31 37 31 alt.solar(o)46,6 27 27 24 21 21 19 20,5 46,6 23 24 23 11 12 11 20,5
Ed(lux) 3,2 2,0 3,3 3,2 2,0 3,3Ed(lux) Ed(lux) 2,8 1,6 2,6 2,7 1,6 2,4Ed(lux)10189 4,0 4,0 4,1 3,9 3,9 4,0 7108 15272 3,4 3,3 3,2 3,2 3,1 3,1 7293
AzSol.Fc. 4,2 4,2 4,2 4,1 4,1 4,2AzSol.Fc. AzSol.Fc. 3,5 3,5 3,4 3,4 3,3 3,3AzSol.Fc.225 556 537 403 418 404 303 275 225 550 686 502 261 325 238 275
251 263 216 189 198 163 211 241 202 100 114 96114 114 104 86 85 78 80 83 77 38 39 37
mdia diversid.unif mdia diversid.unif mdia diversid.unif mdia diversid.119 5,4 0,9 90 5,4 0,9 122 8,9 0,6 59 8,9
Estesnveis podem ser calculados como auxlio da planilha iluminnciaexternadesta
ferramenta,ouentradosdiretamentepelousurionasclulascorrespondentes.
CUCLARO CUENCOBERTOvero inverno vero inverno
dia: 22/dez 09:00dia: 21/jun 09:00dia: 22/dez 09:00dia: 21/jun 09:00
Juliano: 356altsolar(o) Juliano: 172altsolar Juliano: 356altsolar(o) Juliano: 172altsolarHora: 9:00 46,60 Hora: 09:00 20,52 Hora: 09:00 46,6 Hora: 09:00 20,52minuto: 480Ed(kklux) minuto: 480Ed minuto: 480Ed(klux) minuto: 480EdBrilhodecu: 0,1 10,189 Brilhodecu: 0,1 7,108 Brilhodecu: 0,12 15,272 Brilhodecu: 0,12 7,293
Azim.Sol.(o) Azim.Sol.(o) Azim.Sol.(o) Azim.Sol.(o)45 95 45 95
dia: 22/dez 12:00dia: 21/jun 12:00dia: 22/dez 12:00dia: 21/jun 12:00
Juliano: 356altsolar(o) Juliano: 172altsolar(o) Juliano: 356altsolar(o) Juliano: 172altsolar(o)Hora: 12:00 85,14 Hora: 12:00 39,17 Hora: 12:00 85,14 Hora: 12:00 39,17minuto: 480Ed(klux) minuto: 480Ed(klux) minuto: 480Ed(klux) minuto: 480Ed(klux)Brilhodecu: 0,1 11,909 Brilhodecu: 0,1 9,508 Brilhodecu: 0,12 21,037 Brilhodecu: 0,12 13,251
Azim.Sol(o) Azim.Sol.(o) Azim.Sol.(o) Azim.Sol.(o)0 0 0 0
dia: 22/dez 15:00dia: 21/jun 15:00dia: 22/dez 15:00dia: 21/jun 15:00
Juliano: 172altsolar(o) Juliano: 172altsolar(o) Juliano: 172altsolar(o) Juliano: 172altsolar(o)Hora: 15:00 46,6 Hora: 15:00 20,52 Hora: 15:00 46,6 Hora: 15:00 20,52minuto: 480Ed(klux) minuto: 480Ed(klux) minuto: 480Ed(klux) minuto: 480Ed(kklux)Brilhodecu: 0,1 10,189 Brilhodecu: 0,1 7,108 Brilhodecu: 0,12 15,272 Brilhodecu: 0,12 7,293
Azim.Sol.(o) Azim.Sol.(o) Azim.Sol.(o) Azim.Sol.(o)45 95 45 95
Estasvalorespodemserfacilmentealteradosmudandoseaalturasolar,ondicedebrilho
(paracu encoberto) ou odia Julianoe a hora (emminutos), caso seja de interessedo
usurio.
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Ao fazer o clculo dos nveis internos em cada ponto, a ferramenta fornece
automaticamenteparacadahorrioecondiodecu,osnveismdiosdeiluminnciado
ambienteeondicedediversidadequeseridnticoparatodasassituaesdecuclaroe
paratodasassituaesdecuencoberto.Onvelmdio,quetambmfornecidoabaixo
de cada situao calculada, e embora no represente adequadamente a iluminncia da
sala, uma vez que geralmente os ambiente apresentam marcada diversidade quando
iluminadoslateralmente.Ovalormdio,noentanto,forneceumaidiasobreavariaoda
iluminncia de um horrio para outro e fornece uma informao a mais sobre o
comportamentoluminosodoambienteaolongodotempo.
1 2 3S1
S2
S3
9:00VEROCUCLARO
1 2 3
S1
S2
S3
12:00VERO CUCLARO
1 2 3S1
S2
S3
15:00VEROCUCLARO
Escala1900200018001900170018001600170015001600140015001300140012001300110012001000110090010008009007008006007005006004005003004002003001002000100
1 2 3S1
S2
S3
9:00INVERNOCUCLARO
1 2 3
S1
S2
S3
12:00INVERNOCUCLARO
1 2 3
S1
S2
S3
15:00INVERNOCUCLARO
20 CRITRIOSPARAAVALIAOGERALDOAMBIENTELUMINOSO
Ondicedediversidadedoambientenadamaisdoquearazoentreamaisaltaea
mais baixa entreas iluminncias encontradas.Este ndice forneceumaidiadavariao
dasiluminnciasaolongodoambientee,portanto,daassimetriadadistribuiodaluzno
ambienteinterno
O ndice de diversidade deve ser comparado s faixas apresentadas nos grficos para
anlisequalitativadoambiente
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20.1Distribuiodeluznatural
DISTRIBUIODELUZNATURAL
Valor Conceito Critriodondicedediversidade
1,0a3,0 timo (Iluminnciamxima/iluminnciamnima)
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Exerccio1: DetermineonveldeiluminaonopontoP,nafiguraabaixo,verificandose
esteatendeounosrecomendaesdanormaparaodia22dejunhos
15:00h.LevaremconsideraoocuclarocomumEe=9.000lux
Dadosgerais
r obstculosexternos 0.40(coeficientedereflexodaparededoobstculo) r teto 0.75(coeficientedereflexodoteto) r paredes 0.50(coeficientedereflexodaparedeinterna) t vidro 0.70(coeficientedetransmissividadedovidro)ko 0.75(coeficientedeobstruodevidoaocaixilho)km 0.90(coeficientedemanuteno)orientaodasala= oeste
PT
M
M2
M1
pontoP
750
1060
100
250
PLANTASALACETEPS
120
150
20
80
CORTEDASALA
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Questo: Considereo ambiente abaixo queserusadopara finsdedesenho.Decidiusequeesse ambiente receber iluminao zenital atravs de uma cobertura tipo shed.Nestascondiesprecisasesaber:A) Qualamelhororientaoparaasaberturasdoshed(cidadedeBeloHorizonte)?B) Qual a reade abertura necessria e sua distribuionacobertura,demodoa
atender os nveis de iluminncia requeridos para o tipo de atividade prevista,segundoanormaNBR5413?
C)Haveroutrosistemazenitalqueofereamelhoreficinciaqueoshed?
DADOS:Cordoobstculo:tijoloaparente r =0.48Coresinternasparedesazuis r =0.40Tetobranco r =0.70Pisoescuro r =0.10Considerem=0.4725eplanodetrabalhoa80cmdealtura.Considereocuclaronoequincios11:00h.
CORTE
PLANTA
N
10
7.5
Be
Bd
1.5
11
10 3
30
10 3
4
a 10