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A iluminação Natural é essencial para a realização de nossas funções diárias como trabalhar, estudar, comer ou o nosso próprio lazer. Nas edificações, a disponibilidade satisfatória da luz do dia beneficia o comportamento e a saúde humana, pois reforça nosso ritmo circadiano, que é o período biológico de 24 horas que nós e todos os outros seres vivos possuem. Estudos demonstram que uma iluminação natural satisfatória ajuda no aprendizado dos estudantes, na recuperação de doentes em hospitais, no aumento da produtividade no trabalho, na luta contra uma eventual depressão ou letargia, até mesmo melhorar o resultado das vendas em lojas de departamentos. Um espaço bem projetado neste quesito também utiliza de menos energia elétrica, conservando os recursos naturais e reduzindo a poluição do ar.

Considerando os estudos recentes que demonstram que permanecemos em média 90% do nosso tempo em ambientes internos, projetar levando em conta uma boa iluminação natural se torna essencial para qualquer edificação. No entanto, como avaliamos e nos certificamos que nossos espaços contemplam uma boa dose de luz do dia?

O sistema de certificação LEED (Leadership in Energy and Environmental Design) vem nos últimos anos trazendo um apanhado organizado de novas soluções e idéias para aqueles que procuram obter os créditos para Luz do Dia (daylight, 3 pontinhos) na categoria de Qualidade Interna do Ambiente e consequentemente uma certificação. No entanto esses conceitos também podem ser aplicáveis para qualquer tipo de edificação e trazer também ótimos benefícios para aqueles que apenas procuram uma bela residência, apartamento, ou ambiente de trabalho. No quesito de Iluminação Natural, a versão 4 do LEED (que entrou em vigor ano passado) sugere três formas de apresentar estimativas eficientes.

Calculo com base na Autonomia Espacial da Luz do Dia (sDA) e da Exposição Anual da Luz do Dia (ASE): é o conceito mais completo para cálculo de iluminação, e é o que iremos nos aprofundar mais abaixo. Ela envolve a utilização de programas específicos de cálculo e utiliza os parâmetros e metodologias de normas como por exemplo a ISE 83-12.
Cálculos de iluminação: uma versão que envolve a simulação da intensidade do sol e do céu. É considerado um cálculo um pouco mais incompleto, envolvendo menos pontos no sistema de classificação.
Medições no local após a construção estar pronta: Apesar de propor um bom nível de pontuação para a certificação, consideramos a forma mais arriscada pois vai totalmente contra o conceito de análise prévia e projeto integrado que o próprio sistema propõe. Consideramos mais interessante estudar antes o projeto do que contar com a sorte.
Detalharemos abaixo a utilização da opção 1, já que é a alternativa mais completa conforme indicado acima no sistema LEED. Precisamos agora entender como funciona os dois termos de iluminação, sDA (Spatial Daylight Autonomy) e ASE (Annual Sunlight Exposure), que são a alma de uma análise correta de insolação.

Sda (Spatial Daylight Autonomy) se refere a Automomia da Luz, e é a área em que conseguimos obter pelo menos 300 lux nos ambientes regularmente ocupados da edificação em um período entre as 8:00 até as 18:00 por 50% das horas do ano, ou 1825 horas. Deve-se utilizar um método de cálculo geolocalizado levando em referência o entorno e dados meteorológicos da cidade de estudo no intuito de desenvolvermos o calculo mais preciso possível. São consideradas alturas de 0,80cm acima do piso acabado para a medição de lux, e as formas, apesar de simplificadas, necessitam demonstrar exatamente as medidas da edificação e seus sistemas construtivos. O sistema de certificação inicia sua pontuação para 55% de iluminação natural das áreas regularmente ocupadas atendidas e para 90% é considerada uma pontuação máxima de 3 pontos.

Já o Ase (Annual Sunlight Exposure) é considerada a exposição da luz do sol nos ambientes para 250 horas do ano. Se você possuir pelo menos 1000 lux pontuais em um ambiente acima desse período de horas significa que você possui áreas quentes em demasia e ofuscamento pela luz do sol. Uma exposição maior do que 10% da área da edificação pode ser considerada excessiva para os ambientes e é punido no sistema de crédito LEED.

Geralmente cálculos de Iluminação Natural são ignorados completamente de um ciclo de projeto. E ainda quando são realizados, são tardios, contrariando os conceitos de projeto integrado, que avalia o projeto de maneira criteriosa desde as fases iniciais procurando benefícios e economias consistentes. Como proceder com cálculos após a entrega dos projetos de arquitetura, complementares de estrutura, hidráulica, elétrica, climatização, lógica e outros, sem que isso gere retrabalho e custos extras? Por esse motivo que utilizamos a base do Projeto Integrativo proposta pelo LEED v4, que visa uma análise prévia de diversos quesitos do projeto para garantirmos um desenvolvimento correto e sem riscos desde o início do processo.

Possuímos abaixo dois modelos para demonstração dos cálculos de Iluminação Natural. O primeiro é uma residência unifamiliar com 4 quartos. O segundo é a mesma residência, mas com propostas de alternativas que visam maximizar e melhorar a luz do dia. O “jogo” aqui é distribuir a iluminação pelo máximo de cômodos regularmente ocupados possíveis sem criar no entanto um ofuscamento por deixar áreas muito expostas pela luz do sol.

Neste primeiro modelo calculado, realizado sem nenhum cuidado especial (e conforme diversos projetos de arquitetura são realizados), possuímos um sDA de 94% e um Ase de 56%. Isso significa que já possuímos de antemão uma boa iluminação geral, mas possuímos também MUITO ofuscamento. Teremos então que utilizar de métodos para diminuir as Áreas em Amarelo no nosso cálculo de Ase e rodar nosso cálculo novamente.

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Volumetria simplificada original da edificação, ainda sem propostas de melhorias de iluminação. está ao lado de duas casas vizinhas que estão sendo consideradas no cálculo.
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Análise de sda do pavimento térreo da edificação, demonstrando de início uma boa distribuição de luz. pode-se perceber manchas azuis grandes demonstrando a falta de iluminação na área da garagem da edificação.
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Cálculo de ase demonstrando que a residência possui diversos pontos de ofuscamento (áreas claras) que precisam ser evitados.

Nesta segunda imagem possuímos nosso estudo praticamente concluído com algumas sugestões leves de ajuste para a iluminação natural, retirando beirais desnecessários e inserindo outros nas áreas convenientes. Pode-se observar no mapa de sDA que conseguimos manter a distribuição praticamente uniforme (89%) e no de ASE diminuimos drasticamente (16%!). O sDA diminuiu um pouco, mas no ramo da modelagem energética sempre existe um perde-ganha que pode ser afinado conforme o desenvolvimento.

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Volumetria simples “estilo caixa” com ajustes leves aplicados para a melhoria da iluminação natural.
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Análise de sda do pavimento térreo da edificação já ajustado. Houve a preocupação de distribuir a iluminação natural mantendo os índices anteriores de autonomia espacial da luz.
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Análise de sDA do pavimento térreo já ajustado. Houve a preocupação de diminuir a iluminação natural mantendo os índices anteriores de autonomia espacial da luz.
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Cálculo de ase do pavimento térreo já ajustado. É possível perceber a diminuição de manchas amarelas, significando a diminuição do calor e ofuscamento no projeto.

É importante citar que não trabalhamos aqui com a substituição de materiais, como por exemplo vidros ou esquadrias de melhor performance. Também não realizamos nenhuma alteração em planta e procuramos manter as vistas das janelas externas com a mesma qualidade e intenção da proposta original, simplesmente atualizando as aberturas e fechamentos. E comprovamos aqui que é possível entregar um ótimo resultado prévio de iluminação natural para edificações com uma ajudinha da tecnologia, permitindo uma evolução de projeto fluída e sem grandes surpresas ou impactos para o gerenciamento do projeto.

Conefec