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Resumo A iluminação natural oferece benefícios para o edifício e para os ocupantes, porém, em climas tropicais, a luz natural é frequentemente excessiva, sendo fonte de ofuscamento e incentivo ao uso intensivo da iluminação artificial. Objetivando analisar a influência das janelas e da iluminação natural na percepção visual em ambientes laborais, esta pesquisa foi conduzida em dois edifícios de escritórios em João Pessoa-PB, com o registro da iluminância em 219 estações de trabalho simultâneo à aplicação de questionário. A amplitude dos índices de iluminância (6,77 lux a 2.620,4 lux) demonstra a dificuldade em atingir uniformidade e condição adequada às normas, com recorrentes índices em torno de 750 lux - implicando a insatisfação para 30,15% dos ocupantes. Predominaram elementos internos de sombreamento na posição 'fechada' e baixo percentual de acionamento pelos usuários (22,94%), uma vez que a frequência de manuseio se mostrou relacionada à proximidade do dispositivo. Os resultados sugerem que as janelas podem desencadear elevada insatisfação com a luz natural, quando permitem excessiva incidência de luz solar e, especialmente, quando associadas a grandes aberturas com orientação leste desprovidas de proteção solar externa. Abstract Daylighting is beneficial for buildings and their occupants; however, in tropical climates, daylight is often excessive, and it is a source of glare and cause of frequent use of artificial lighting. With the objective of analysing the influence of windows and daylighting on visual perception in workplaces, this study was conducted in two office buildings in the city of João Pessoa, state of Paraíba, Brazil: illuminance at desk level was recorded at 219 workstations, simultaneously to a questionnaire application. The wide range of illuminance indices (from 6,77 to 2620,4 lux) demonstrates the difficulty of achieving uniform conditions that are in conformity with the standards, with recurrent indices around 750 lux leading to 30,15% of occupants’ dissatisfaction. Internal shading elements predominated in the ‘closed’ position and a low percentage of activation by users (22,94%), since the frequency of activation was related to device proximity. The results suggest that windows may be related with high dissatisfaction with daylight when they allow excessive incidence of sunlight, especially when associated with east-facing facades with no external solar protection.

This article focuses on the influence of the user's profile on the daylighting potential of an office building in a tropical climate, often characterised by blinds closed by the occupants due to discomfort stimuli. Based on field assessments, three simplified profiles for closing and opening curtains were modelled: active, passive, and intermediate. The climate of Natal/RN and a reference model with an East-facing opening were selected to represent the high availability of daylighting in the early hours of the day. Four window-to-wall rates (WWR) and three types of fenestration were modelled: exposed, with 100% visible sky factor (VSF), fixed and mobile shading devices, with three VSFs each. The results of the DIVA 4.0 hourly simulations were calculated according to closed curtains during light discomfort, and reopened curtains according to user profile. The results confirmed: low daylighting potential in most cases due to the user’s response; the influence of user profile regarding the reopening of the curtain, which can triple the daylighting potential; and the best performance achieved with mobile devices due to a more refined control of the entrance of daylight, Este artigo aborda a influência do perfil do usuário no aproveitamento da luz natural em ambientes do tipo escritório em clima tropical, caracterizados frequentemente pelo uso de cortinas fechadas pelos próprios ocupantes em função dos estímulos de desconforto. Foram modelados três perfis simplificados quanto ao fechamento e abertura das cortinas, identificados em pesquisa de campo (ativo, passivo e intermediário). Foram escolhidos o clima de Natal, RN, e um modelo de referência com abertura voltada para leste para representar a alta disponibilidade de luz natural desde as primeiras horas do dia. Modelou-se quatro percentuais de abertura da fachada (PAF) e três tipos de sistema de abertura: exposta, com 100% de fator de céu visível (FCV), dispositivos de sombreamento fixos e móveis, com três FCVs cada um. Os resultados das simulações horárias no DIVA 4.0 foram contabilizados quanto ao fechamento da cortina, nos momentos de desconforto luminoso, e reabertura, de acordo com o perfil de usuário. Os resultados confirmaram o baixo aproveitamento da maioria dos casos devido à resposta do usuário, a influência do perfil na reabertura da cortina, que pode triplicar o aproveitamento, e o alto aproveitamento com dispositivos móveis porque possibilitam o controle mais refinado da entrada de luz natural.

This study aimed to identify the window to floor ratio associated with effective daylighting and energy efficiency in the humid tropics. The rule of thumb most used by architects in preliminary design stages, aiming at adequate natural lighting, addresses window area and room depth. Brazilian building codes determine window to floor ratio values to ensure better natural lighting conditions, but those ratios are not based on scientific works. The method of this study consisted of a comparative analysis of the performance of models regarding useful daylight, daylight uniformity, daylight glare, and energy consumption with lighting and cooling, in order to compare the window to floor ratios under a shaded window, air conditioning, and hybrid lighting. The Daysim and DesignBuilder tools simulated illuminances and energy consumption. Data analysis compared the range of variation in the performance of groups of models, classified by four window-to-floor ratios. The results validated the effectiveness of the 1/6 ratio, but not the 1/8 ratio, both required by Brazilian building codes. The results showed the effectiveness of the 2/6 and 2/8 ratios, which are not included in the codes of cities with hot and humid climates., O presente trabalho teve por objetivo identificar a razão entre área de janela e piso, associada à iluminação natural eficaz e à eficiência energética, no trópico úmido. As recomendações de pré-dimensionamento mais usadas por arquitetos nas etapas preliminares de projeto, visando a uma iluminação natural eficaz, abordam o tamanho da janela e a profundidade do ambiente. Códigos de obras brasileiros determinam relações entre área de janela e piso para garantir iluminação natural adequada, mas essas relações não estão respaldadas em trabalhos científicos. O método consistiu em uma análise comparativa do desempenho de modelos quanto à iluminância natural útil, à uniformidade da iluminação natural, à iluminância natural excessiva e ao consumo energético com iluminação e resfriamento a fim de comparar relações janela/piso em condições de janela sombreada, ar-condicionado e iluminação híbrida. As iluminâncias e o consumo energético foram simulados com as ferramentas Daysim e DesignBuilder. A análise dos dados comparou a amplitude de variação do desempenho de grupos de modelos, classificados por quatro valores da razão janela/piso. Os resultados validaram a eficácia da razão 1/6, mas não da razão 1/8, ambas exigidas por códigos de edificações brasileiros. Também demonstraram a eficácia das razões 2/6 e 2/8, que não constam nos códigos de cidades com clima quente e úmido.

Resumo O presente trabalho teve por objetivo identificar a razão entre área de janela e piso, associada à iluminação natural eficaz e à eficiência energética, no trópico úmido. As recomendações de pré-dimensionamento mais usadas por arquitetos nas etapas preliminares de projeto, visando a uma iluminação natural eficaz, abordam o tamanho da janela e a profundidade do ambiente. Códigos de obras brasileiros determinam relações entre área de janela e piso para garantir iluminação natural adequada, mas essas relações não estão respaldadas em trabalhos científicos. O método consistiu em uma análise comparativa do desempenho de modelos quanto à iluminância natural útil, à uniformidade da iluminação natural, à iluminância natural excessiva e ao consumo energético com iluminação e resfriamento a fim de comparar relações janela/piso emcondições de janela sombreada, ar-condicionado e iluminação híbrida. As iluminâncias e o consumo energético foram simulados com as ferramentas Daysim e DesignBuilder. A análise dos dados comparou a amplitude de variação do desempenho de grupos de modelos, classificados por quatro valores da razão janela/piso. Os resultados validaram a eficácia da razão 1/6, mas não da razão 1/8, ambas exigidas por códigos de edificações brasileiros. Também demonstraram a eficácia das razões 2/6 e 2/8, que não constam nos códigos de cidades com clima quente e úmido. Abstract This study aimed to identify the window to floor ratio associated with effective daylighting and energy efficiency in the humid tropics. The rule of thumb most used by architects in preliminary design stages, aiming at adequate natural lighting, addresses window area and room depth. Brazilian building codes determine window to floor ratio values to ensure better natural lighting conditions, but those ratios are not based on scientific works. The method of this study consisted of a comparative analysis of the performance of models regarding useful daylight, daylight uniformity, daylight glare, and energy consumption with lighting and cooling,in order to compare the window to floor ratios under a shaded window, air conditioning, and hybrid lighting. The Daysim and DesignBuilder tools simulated illuminances and energy consumption. Data analysis compared the range of variation in the performance of groups of models, classified by four window-to-floor ratios. The results validated the effectiveness of the 1/6 ratio, but not the 1/8 ratio, both required by Brazilian building codes. The results showed the effectiveness of the 2/6 and 2/8 ratios, which are not included in the codes of cities with hot and humid climates.

Resumo A forma urbana interfere no acesso dos edifícios à energia solar, o que influencia os níveis de radiação (irradiância), iluminação natural (iluminância) e potencial de produção energética, sendo necessário, portanto, considerar o aproveitamento da energia solar no desenho urbano. O estudo objetiva otimizar formas urbanas para o aproveitamento da energia solar em edifícios, considerando-se maximizar irradiância na cobertura e, ao contrário, minimizar irradiância e obter nível satisfatório de iluminância nas fachadas. Aplica-se à Região Administrativa do Gama (Distrito Federal), submetida à Lei de Uso e Ocupação do Solo (Luos). O método proposto é uma simplificação de Martins, Adolphe e Bastos (2014) e inclui a classificação de formas urbanas no ArcGIS; a definição e o cálculo do desempenho solar de 67 cenários, com DIVA e Grasshopper; e análises de iluminância e irradiância com vistas a otimizar formas urbanas. Os resultados mostram dificuldade em atingir níveis satisfatórios de iluminância em lotes pequenos, próximos e com alta taxa de ocupação. Obtiveram-se sete formas urbanas otimizadas, o que evidencia a necessidade de revisão dos parâmetros da Luos. Conclui-se sobre a relevância do desenho dos lotes (tamanho, afastamentos, orientação) e sua integração com os parâmetros de ocupação (taxa de ocupação e número de pavimentos).Ométodo utilizado demonstrou-se viável para otimizar formas urbanas quanto à energia solar e à iluminação natural,podendo ser replicado em outras condições. Abstract The urban form influences buildings’ access to the sun, interfering in the levels of radiation (irradiance), daylight (illuminance) and energy production potential. Hence, one must consider the proper use of solar energy in the design of the urban form. This study aims to optimize urban forms based on the use of solar energy in buildings, considering the maximisation of irradiance on the roofs, and at the same time, the minimisation of irradiance and reception of a satisfactory level of illumination on façades. The study was applied in the Administrative Region of Gama (Distrito Federal, Brazil), subject to the Land Use and Occupancy Laws (LUOS). The method is a simplification of Martins, Adolphe and Bastos (2014) and includes the classification of the urban fabric, using ArcGIS; the calculation of the solar performance for 67 scenarios, using both DIVA and Grasshopper software; and an analysis, with irradiance and illuminance criteria, to define optimised urban forms. The results show that it is difficult to achieve satisfactory levels of illuminance on façades in lots that are small, close together and with high occupancy rates. Seven optimised forms were obtained, highlighting the need to review the LUOS parameters. The study concludes that the design of lots (size, spacing, orientation) and their integration with occupancy parameters (occupancy rate and number of floors) is highly relevant in urban planning. The method is feasible and can be replicated in different conditions.

Apesar de muitas décadas terem se passado desde o surgimento das fachadas de vidro em edifícios em altura, na década de 1940, essa ainda é uma forma de construir recorrente em todo o mundo, sendo símbolo de status e modernidade. Porém, muitos problemas relacionados ao conforto ambiental podem acompanhar esses edifícios, que, mesmo após inúmeros estudos publicados na literatura sobre sua dificuldade em adequar-se a qualquer tipo de clima, seguem sendo executados. Em climas frios ou compostos, as edificações com as chamadas fachadas em pele de vidro precisam de vidros com grande proteção térmica e, em geral, apresentam valores reduzidos de transmitância luminosa (TL). A incidência da luz natural no interior dessas edificações acaba muitas vezes prejudicada, não apresentando os valores desejáveis de autonomia de iluminação natural no interior dos ambientes. Além disso, extensas áreas de vidro proporcionam em determinadas orientações excesso de incidência direta de sol nos espaços internos, o que em geral resulta no fechamento do sistema de proteção solar interno (cortinas/persianas) por parte dos usuários, contribuindo ainda mais para a redução da iluminância e do contato visual com o exterior. Há na literatura estudos sobre autonomia de luz natural no interior dos edifícios de escritórios, porém são reduzidas as pesquisas nacionais que discutem o impacto da variação da transmitância luminosa dos vidros e o impacto de operação de cortinas nessa autonomia. Considerando esse contexto, neste estudo buscamos avaliar o impacto na autonomia de luz natural em edifícios comerciais com fachadas em pele de vidro, ao se variar a propriedade de transmitância luminosa do vidro e ao incluir a operação de fechamento do sistema de proteção solar interno pelo usuário. A metodologia para o desenvolvimento deste trabalho foi estruturada como um estudo de caso de um edifício na cidade de Porto Alegre, em que foram realizadas simulações de autonomia de luz natural de acordo com a metodologia publicada no ano de 2012 da Illuminating Engeneering Society (IES), IES-LM83, com o software DIVA. A partir desses procedimentos, buscou-se identificar a profundidade limite de configuração de ambientes a partir das aberturas capaz de atender aos critérios definidos pela IES, que são critérios de avaliação utilizados pela certificação LEED e WELL. Os resultados demonstraram que, como esperado, a variação da propriedade de transmitância luminosa do vidro e o fechamento do sistema de proteção solar interno impactaram significativamente e de forma diferente cada orientação solar. O estudo identificou dificuldade de atendimento do requisito definido como preferível pela IES na linguagem arquitetônica avaliada quando considerada a presença de obstruções e a importância da consideração de operação de cortinas e da análise do impacto das diferentes transmitâncias luminosas de vidro nas avaliações de luz natural. Although many decades have passed since the emergence of glass facades in hight-rise buildings in the 1940s, this is still a recurring way of building around the word, being a symbol of status and modernity. However, many problems related to environmental comfort can accompany these buildings, which, even after numerous studies published in the literature on their difficulty in adapting to any type of climate, continue to be executed. In cold or composite climates, buildings with so-called glass skin facades need glass with good thermal protection and, in general, have reduced values of visual light transmission (VTL). The incidence of daylighting inside these buildings is often impaired, not presenting the desirable values of daylight autonomy inside the environments. In addition, extensive areas of glass provide, in certain orientations, an excess of direct sunlight in internal spaces, which in general results in the closing of the internal glare control device (curtains/blinds) by the users, contributing even more to reduced lighting and visual contact with the outside. There are studies in the literature about daylight in office buildings, but there are few national researches that discuss the impact of the variation of the visual light transmission of the glass, and the impact of the operation of the glare control device in the results. Considering this context, in this study we seek to evaluate the impact on the autonomy of natural light in commercial buildings with glass skin facades, by varying the visual light transmission property of the glass and by including the operation of the interior glare control device. The methodology for the development of this work was structured as a case study of a building in the city of Porto Alegre, in which simulations of daylight autonomy were performed according to the methodology published in 2012 by the Illuminating Engineering Society (IES) , IES-LM83, with DIVA software. From these procedures, we sought to identify the limit depth for setting environments from the openings capable of meeting the criteria defined by the IES, which is the evaluation criteria used by LEED and WELL certification.

Submitted by Simone Maisonave (simonemaisonave@hotmail.com) on 2022-06-06T17:41:14Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissetacao_Roseana_Bonotto.pdf: 6494257 bytes, checksum: 66e068f8c5160994b9bd7ec737a16fd7 (MD5) Approved for entry into archive by Aline Batista (alinehb.ufpel@gmail.com) on 2022-06-06T17:59:11Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissetacao_Roseana_Bonotto.pdf: 6494257 bytes, checksum: 66e068f8c5160994b9bd7ec737a16fd7 (MD5) Made available in DSpace on 2022-06-06T17:59:11Z (GMT). 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Dessa forma, esse trabalho teve por objetivo avaliar o equilíbrio entre os desempenhos lumínico e termoenergético, em um modelo de edifício comercial com diferentes tipologias de fachadas envidraçadas, localizado na Zona Bioclimática Brasileira 2 (ZB2), considerando o impacto da luz do dia no conforto visual dos ocupantes e na carga térmica da edificação. O método adotado foi a avaliação por simulação computacional dinâmica realizada por meio dos softwares Rhinoceros com plugin ClimateStudio para iluminação natural e EnergyPlus para as simulações termoenergéticas. A partir da definição de um estudo de caso, foi desenvolvido um Caso Base (CB), que serviu de modelo comparativo para os seguintes Casos de Referência (CR): fachada semi-cortina com dispositivos de sombreamento do tipo persiana e diferentes tipos de vidro, fachada cortina com e sem adição de tela perfurada com percentuais distintos de perfuração, além de diferentes configurações de fachada dupla ventilada. Os resultados apontaram que, dentro do contexto analisado, os casos com fachada dupla em que a camada interna corresponde a uma fachada tradicional (fechamento em alvenaria e vidro encaixilhado nas esquadrias) apresentaram um dos melhores pontos de equilíbrio entre os desempenhos lumínico e termoenergético. Além disso, observou-se que uma fachada cortina com dispositivo de sombreamento fixo com percentual de perfuração igual a 50% é capaz de favorecer o desempenho termoenergético do edifício, além de garantir níveis aceitáveis de iluminação natural com menores problemas de ofuscamento. A escolha adequada do envidraçamento externo da edificação mostrou-se um fator determinante para sua eficiência energética, enquanto a adição de persianas automatizadas promoveu maior qualidade lumínica. Por outro lado, o aumento do Percentual de Abertura de Fachada (PAF) sempre elevou o consumo de energia para resfriamento da edificação e o desconforto visual. Os casos com fachada cortina e fachada dupla em que a camada interna correspondeu a uma fachada semi-cortina ou cortina tradicional, contribuíram para o superaquecimento dos espaços internos. A variação da profundidade da cavidade ventilada influenciou os resultados apenas nos casos com menor PAF da camada interna, em que cavidades menores se mostraram mais eficazes. The use of daylight is a strong ally to reduce energy consumption in office buildings, as it minimizes the costs of artificial lighting, in addition to providing benefits for the health and well-being of users. However, if, on the one hand, daylight is desirable, on the other hand, it can increase thermal gains and raise the presence of excessive illuminance in internal spaces. Hence, this work aimed to evaluate the balance between the daylighting and thermoenergetic performances in a commercial building model with different types of glazed façades, located in the Brazilian Bioclimatic Zone 2 (BZ2), considering the impact of daylight on both the visual comfort of its occupants and in the thermal load of the building. The method adopted was the evaluation though dynamic computer simulation, performed by using the Rhinoceros software with the ClimateStudio plugin for daylighting and EnergyPlus for thermoenergetic simulations. From the definition of a case study, a Base Case (BC) was developed, which served as a comparison for the following Reference Cases (CR): semi-curtain wall with blindtype shading devices and different types of glass, curtain wall with and without perforated screen shading with different percentages of perforation, in addition to different double skin façades configurations. Results showed that, within the context that was analyzed, the cases of double skin façade in which the inner layer corresponded to a traditional façade (closing in masonry and glass framed in the frames) presented one of the best points of balance between the daylighting and thermoenergetic performances. Besides, it was observed that a fixed-shading curtain wall with a 50% perforation can favor the thermoenergetic performance of the building, in addition to guaranteeing acceptable levels of daylighting with fewer glare problems. Proper choice of the external glazing of the building proved to be a determining factor for its energy efficiency, while the addition of automated blinds promoted greater light quality. On the other hand, the increase in the window-to-wall ratio (WWR) increased energy consumption for cooling the building and visual discomfort every time. The cases with curtain wall and double skin façade in which the inner layer corresponded to a semi-curtain wall or a traditional one contributed to the overheating of the internal spaces. The variation in the depth of the ventilated cavity influenced the results only in cases with lower WWR of the inner layer, in which smaller cavities showed to be more effective.

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Arquitetura e Urbanismo, 2016. A complexidade dos estudos de iluminação reside na necessidade de avaliar várias dimensões simultaneamente. Enquanto que os pesquisadores investigam e compreendem o comportamento da luz, são os arquitetos que projetam os espaços, mas são os usuários que recebem os impactos diretos, sejam positivos ou negativos. Ou seja, é fundamental que as pesquisas busquem a integração dessas visões, tanto para melhorar o desempenho da luz natural, quanto para contribuir na capacitação do arquiteto na geração de melhores soluções. Mas, acima de tudo, os resultados devem focar no atendimento das expectativas físicas e emocionais das pessoas nos ambientes reais. O conceito de Qualidade da Iluminação pauta-se na integração entre Desempenho Visual, Conforto Visual, Eficiência Energética, Qualidade da Vista Externa e Satisfação do Usuário. Existe uma preferência dos usuários por ambientes com janela, em especial aquelas que fornecem contato visual com o exterior. Neste contexto insere-se esta tese, que objetiva quantificar a influência da satisfação com a qualidade da vista externa da janela em escritórios sobre a percepção de ofuscamento no campo visual dos usuários. Além disso, investigam-se as preferências dos brasileiros em relação à qualidade da vista, comparada com resultados europeus. A satisfação do usuário com a qualidade da vista exterior proporcionada pela janela pode alterar suas tolerâncias quanto à probabilidade de ofuscamento no campo visual. A tese defende a hipótese de que é possível quantificar a influência da satisfação com a vista exterior, por meio da comparação de métodos baseados na percepção do uauário e simulações computacionais. Para a comprovação da mesma, a abordagem multimétodos baseia-se na investigação de 13 ambientes reais, em 7 edifícios, sendo feita a comparação da avaliação técnica, com dados quantitativos (simulações computacionais dinâmicas de iluminação natural no software DIVA e classificação da qualidade da vista), com a avaliação feita pelo usuário, com dados qualitativos (429 questionários sobre a percepção de ofuscamento satisfação quanto à visa exterior). Os resultados são trabalhados estatisticamente primeiramente com uma análise descritiva, seguida de análise de correlação de variáveis, finalizando com o uso de regressão logística para comprovação da hipótese. Os resultados apontam primeiramente que, não existem problemas significativos no desempenho visual, já que apenas 2 casos apresentaram Daylighting Autonomy insuficiente em função da baixa transmissão luminosa do vidro e profundidade dos ambientes. Já os resultados de conforto visual demostraram que o principal problema com ofuscamento nos ambientes reais avaliados não decorre de saturação (altos níveis de luminâncias), mas principalmente dos contrastes inadequados no campo visual dos usuários. Apenas 3 ambientes apresentaram Annual Glare acima de 25%. Já em relação aos contrastes, todos os ambientes apresentaram problema, seja em relação à tarefa e/ou entorno e/ou campo visual como um todo. Os resultados dos questionários foram coerentes com as avaliações técnicas, o que endossa a importância da opinião do usuário. A hipótese foi comprovada, sendo detectada que a probabilidade de o usuário perceber ofuscamento ao longo do tempo (dados anuais) diminui 32,84% quando está satisfeito com a vista. Já em relação à percepção de ofuscamento no momento, a probabilidade de o usuário perceber ofuscamento diminui em torno de 60% quando está satisfeito com a vista. Os resultados podem direcionar futuras investigações na área de iluminação, com foco na realidade brasileira e na consideração da qualidade da vista como variável de pesquisas e projetos. Porfim, a tese gerou diretrizes para uma ferramenta de auxílio ao projeto arquitetônico, contribuindo para inserção de aspectos da Qualidade da Iluminação nas fases iniciais de projetação. The complexity of lighting studies is exactly on the need to evaluate several dimensions simultaneously. While researchers investigate and comprehend the light behavior, it’s the architects who project spaces, but it’s the users who receive the direct impacts, positive or negative. In other words, it’s fundamental that the researches search the integration of these visions, as much as to improve the natural light performance as to capacitate the architect on the generation of better solution. But, above all, the results must focus on the service of the physical and emotional expectations of the persons on the real environments. The concept of Lighting Quality was guided on the integrated vision among Visual Performance, Visual Comfort, Energetic Efficiency, External View Quality and User Satisfaction. There is a preference by the users for environments with windows, especially those that provide visual contact with the exterior. In this regard, it’s inserted this thesis, which aims to identify the influence of satisfaction with the external view quality, proportioned by the window in offices over perception of glare on the user’s visual field. In addition, the intention was to investigate the Brazilian preferences in relation to the view quality, compared with the European results. The multimethod systemization is based on the investigation of real environments. That’s why it was made the technical evaluation, with quantitative data (dynamic computational simulations of natural lighting on DIVA software and classification of view quality), with the evaluation made by the user, with qualitative data (questionnaires about the satisfaction glare perception about the external view). The results pointed out that, even there’s no significant problem on the luminosity performance, the simulations were sensible in detect punctual problems (specific months and hours). It was also detected that the biggest problem with glare on the real environments evaluated doesn’t take place from saturation (excess of the luminance levels), but mainly of the inadequate contrasts on the visual field of the users. The questionnaire results were very coherent with the technical evaluation, which endorse the importance of the user’s vision. It’s important to highlight that, while the investigation about the quantity of view quality can interfere on the glare perception, it wasn’t part of the objective to support the creation of “glaring” environments, made-up by the high quality of the view. Conversely, it aims to highlight researches and investigations about natural lighting, which, most of the times, don’t consider the external view, might have non-representative results. The statistical analysis of data started from a descriptive view, passing by variables correlations and, at least, use of logistic regression for the hypothesis proof. The probability of the user realizes the glaring over time (annual data) reduces 32,84% when satisfied with the view. Regarding the glare perception on the moment, the probability of the user realizes reduces around 60% when satisfied with the view. The results were important for future direction on the lighting area, especially with focus on the Brazilian reality and on the consideration about the view quality as a research and project variable. One of the final goals of the thesis was the creation of guidelines for a support tool of the architectural project. The intention was to contribute for the insertion of the Lighting Quality aspects on the project since the initial stages. In this regard, it was structured the Quali-Luz, which is yet found on its preliminary version.

Resumo O presente artigo tem como objetivo analisar como a modelagem paramétrica (MP) e as simulações computacionais podem auxiliar na avaliação do desempenho da iluminação natural e da insolação de edifícios nãoortogonais durante o processo de projeto. Com o propósito de comparar diferentes percentuais de transparência das janelas da fachada, assim como de diferentes tipos de proteção solar para avaliação da iluminação natural no interior de um edifício modelo e a incidência de radiação solar na fachada, foram realizados 6 experimentos no programa Rhinoceros com os plug-ins Grasshopper, Ladybug e Honeybee. O presente estudo centra-se apenas na análise da relação entre o formato das aberturas e das proteções solares sobre o desempenho da iluminação natural e da incidência dos raios solares. Os resultados demonstraram que a torção da edificação não contribui para melhores índices da iluminação natural no seu interior, fazendo com que determinadas áreas da fachada ficassem mais expostas à radiação solar, enquanto outras áreas fossem mais protegidas devido ao autossombreamento. A contribuição original deste artigo é a aplicação da modelagem e simulação paramétrica no processo de projeto e como meio de avaliação do desempenho de edifícios torcidos.

A presente dissertação tem como principal objetivo analisar a iluminação natural e artificial em edifícios de habitação. O estudo proposto surge da inexistência de normalização referente à iluminação para este tipo de edifícios, o que origina, na maioria das vezes, o sub ou sobredimensionamento dos sistemas luminotécnicos com repercussões ao nível do consumo de energia e conforto visual dos utilizadores dos edifícios. Para a realização deste estudo, foram executadas várias simulações numéricas de um edifício unifamiliar com auxílio do software DiaLux evo. Numa fase inicial, foi estudada a iluminação natural no caso de estudo. Foram realizadas simulações, onde se compararam os valores de iluminância de projeto com diferentes valores de iluminância provenientes da literatura. Adicionalmente foram quantificadas as necessidades de complemento de luz artificial, respetivos consumos e custo de energia elétrica. Foi ainda estudada a influência da orientação do edifício na eficiência da iluminação natural. Numa segunda fase, foi analisada a iluminação artificial tendo-se usado como referência a solução de iluminação implementada no caso de estudo, designadamente um sistema de iluminação de halogéneo. A partir deste foram simuladas várias soluções, desde a alteração dos valores de iluminância, como a alteração do sistema de iluminação e por fim a alteração dos revestimentos interiores com o intuito de se aferir a solução que apresenta maior eficiência energética, bem como índices de encandeamento adequados. A falta de normas e diretrizes acerca da iluminação em edifícios de habitação em Portugal justifica a realização de um estudo detalhado sobre este tema, de forma a aumentar o conhecimento sobre este assunto e, assim, promover melhorias na conceção de sistemas de iluminação apropriados a edifícios residenciais. The main objective of this dissertation is to study the natural and artificial lighting in residential buildings. The proposed study arises from the lack of lighting guidelines for this type of buildings and, consequently, the definition of suitable visual comfort conditions in residential buildings. For the preparation of this study, a model of a single-family building was selected and implemented in the DiaLux evo software, aiming to simulate the performance of natural and artificial lighting. At an early stage, the natural lighting was simulated, and the results obtained were compared with optimized ones from literature. At the same time, the need for complementary artificial lighting was quantified and their consumption and energy costs were also determined. Moreover, the influence of the building orientation on energy consumption was studied. Lastly, the artificial light was studied based on the existing lighting system in the building, i.e. halogen lighting system. Then, the contribution of several factors, such as the illuminance values, different lighting system, and types of interior surface finishes were analyzed with the aim of assessing which solution leads to the highest energy efficiency as well as adequate glare index. The lack of information on lighting in residential buildings In Portugal justifies a detailed study on this subject, in order to increase knowledge and to demonstrate that suitable lighting design strategies have a positive impact on visual comfort conditions and energy consumption.

Dissertação de Mestrado Integrado em Engenharia Electrotécnica e de Computadores apresentada à Faculdade de Ciências e Tecnologia O presente trabalho teve como objetivo realizar uma análise comparativa entre um controlo do tipo on-off e um controlo automático de fluxo luminoso (dimmable) para os sistemas de iluminação das salas de aula do Departamento de Engenharia Eletrotécnica e de Computadores da Universidade de Coimbra.Tendo como base as características do ambiente exterior e interior de cada sala, calculou-se o Fator de Luz de Dia Médio, o que permitiu obter o valor de iluminância exterior que garante uma iluminância interior ao nível do plano de trabalho de 500 lux (valor recomendado para edifícios educacionais para adultos). Procedendo de igual forma para diferentes valores de iluminância interior calculou-se o número de horas que a iluminação natural é insuficiente para garantir cada um desses valores.Desta forma foi possível simular o comportamento de um sistema de controlo automático de fluxo luminoso, que incrementa o valor do fluxo em 10% sempre que a iluminância exterior diminui de tal maneira que provoca uma redução de 50 lux da iluminância interior.No caso do controlo do tipo on-off ocorrem apenas duas situações: quando a luz natural é suficiente para garantir 500 lux ao nível do plano de trabalho, o sistema de iluminação permanece desligado; quando isto não se verifica o sistema é ligado.Foram então calculados os consumos associados a cada um destes sistemas de controlo e desenvolveu-se uma ferramenta de simulação em MATLAB capaz de ilustrar graficamente os níveis de iluminância interior em três salas de aula com diferentes características.Ficou demonstrado que nas três salas seria mais vantajosa a implementação de um sistema dimmable em detrimento de um sistema on-off pelas seguintes razões: o sistema dimmable apresenta consumos entre 32% e 49% daqueles que seriam os consumos do sistema on-off; o sistema dimmable mantém os níveis de iluminância em valores mais próximos do recomendado (500 lux). The aim of this dissertation was to carry out a comparative analysis between an on-off control and a dimmable control of the lighting system in the classrooms at the Department of Electrical and Computer Engineering at the University of Coimbra.Based on the characteristics of the interior and exterior environment of each room, the Average Daylight Factor was calculated so that one could obtain the exterior illuminance value that guaranteed a 500 lux interior illuminance in working area, which is the recommended value for educational buildings for adults. Proceeding in the same way for different values of interior illuminance, the number of hours that natural lighting is insufficient to guarantee each of these values was calculated.This way it was possible to simulate the behavior of a dimmable system, which increased the flux value by 10% whenever the external illuminance decreased in such way that it caused a reduction of 50 lux of the interior illuminance.Regarding the on-off control, there are only two situations: first, when natural light is sufficient to guarantee 500 lux in the work area, the lighting system remains off; second, when it does not, the system is turned on.The consumption associated with each of these control systems was then calculated and a MATLAB simulation tool was developed to illustrate the levels of interior illuminance in three classrooms with different characteristics.It was demonstrated that it would be more advantageous to implement a dimmable system in these three classrooms for the following reasons: first, the dimmable system consumes between 32% and 49% when compared to on-off system; moreover, the dimmable system keeps the illuminance levels closer to the recommended value (500 lux).

Orientador: Paulo Sergio Scarazzato Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo Resumo: A luz do dia sempre orientou a vida humana. No início, com a simples separação entre dia - período de atividades ¿ e noite, reservado ao repouso. Com o desenvolvimento da arquitetura, as aberturas nas fachadas ou coberturas, se tornaram canais de conexão do interior com o exterior, ao mesmo tempo em que o protegiam contra as intempéries. O desejo pela luz natural resultou em grandes variedades de formas. Entretanto, com a popularização da iluminação artificial e a oferta de fontes eficientes em meados do século XX, associada a um período de energia farta e relativamente barata, relegou a iluminação natural a segundo plano. As crises do petróleo da década de 1970, entretanto, levaram a dúvida dessa abordagem de alta energia e levaram a questionamentos e proposições para reduzir a eletricidade nos edifícios. A luz natural entra em cena novamente a partir de então. O surgimento desses novos desafios, e as primeiras formulações conceituais sobre sustentabilidade, na década seguinte, contribuíram para a disseminação de recomendações acerca da utilização da luz natural. Como resultado, a literatura temática foi enriquecida com a publicação de bons livros, alguns dos quais podem hoje, sem exagero, ser considerados como verdadeiros clássicos. Esta pesquisa teve por objetivo fazer uma compilação, por meio de resenhas, de cinco de tais clássicos e identificar exemplares na arquitetura campineira que possam ilustrar o emprego de recomendações e ensinamentos propugnados por seus autores. Como tais referências são, em sua maioria, estrangeiras, sem edição em português e quase todas estão esgotadas, portanto de difícil ou mesmo impossível acesso a estudantes e pesquisadores brasileiros, sua compilação será de grande valia quando de sua divulgação. O registro de obras existentes em Campinas, resultou em uma primeira versão de catalogação de exemplares referenciais que, como tais, têm algo a mostrar, relativamente a boas práticas na apropriação da iluminação natural Abstract: The light of day has always guided human life. In the beginning, with the simple separation between day - activity period - and night, reserved to rest. With the development of the architecture, the openings in the facades or roofs, became channels of connection of the interior with the outside, while at the same time that protected it against inclement weather. The desire for natural light resulted in large varieties of forms. However, with the popularization of artificial lighting and the supply of efficient sources in the mid-twentieth century, associated with a period of abundant and relatively cheap energy, relegated natural lighting to the background. The oil crises of the 1970s, however, cast doubt on this high-energy approach and led to questions and propositions to reduce electricity in buildings. Natural light comes into play again from then on. The emergence of these new challenges and the first conceptual formulations on sustainability in the following decade contributed to the dissemination of recommendations on the use of natural light. As a result, the thematic literature has been enriched by the publication of good books, some of which can now, without exaggeration, be regarded as true classics. This research had the objective of compiling, through reviews, five of these classics and identifying examples in Campineira architecture that can illustrate the use of recommendations and teachings advocated by its authors. As such references are mostly foreign, with no edition in Portuguese and almost all are sold out, therefore difficult or even impossible access to Brazilian students and researchers, its compilation will be of great value at time of its dissemination. The registration of existing works in Campinas resulted in a first cataloging version of reference examples that, as such, have something to show, regarding good practices in the appropriation of natural lighting Mestrado Arquitetura, Tecnologia e Cidade Mestra em Arquitetura, Tecnologia e Cidade CAPES 01-P-1881/2016

Orientador: Paulo Sérgio Scarazzato Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo Resumo: A luz é importante para o ser humano, pois seus atributos físicos não somente possibilitam a visão, como também encontra lugar por seu sentido metafórico na Filosofia e nas Ciências, em especial na Arquitetura. Cuidados com a apropriação da iluminação natural e com sistemas de iluminação artificial cumprem importante papel na eficiência energética dos edifícios, no bemestar e na saúde dos seus ocupantes. O Brasil possui atualmente, em fase inicial de implantação, um programa de etiquetagem voluntária de edifícios, que deverá se tornar obrigatório em futuro próximo, com vistas à regulamentação e classificação de edificações eficientes em suas características de envoltória, iluminação e condicionamento de ar. Esta pesquisa diagnosticou os sistemas de iluminação natural e artificial das bibliotecas da UNICAMP, instaladas na Cidade Universitária Zeferino Vaz, para fazer recomendações em conformidade com as necessidades específicas do espaço e as orientações do programa de etiquetagem voluntária. Foram feitos levantamento cadastral, medições in loco com o auxílio da técnica das imagens HDR, aplicação de questionários e propostas de intervenção com o auxílio de simulações computacionais. A revisão bibliográfica situou o estado-da-arte relativo aos aspectos do objeto de estudo. Na Fase I, o levantamento cadastral permitiu levantar as condições atuais de todas as bibliotecas do campus. Na Fase II, as medições em nove bibliotecas permitiram conhecer aspectos quantitativos das iluminâncias e de distribuição de luminâncias no campo visual. A aplicação e a tabulação dos questionários permitiram colher as impressões dos usuários. Na Fase III, o exercício de projeto em uma das bibliotecas, com o auxílio das simulações computacionais, serviu para avaliar propostas de intervenção nos sistemas de iluminação natural e artificial. A escolha das amostras das Fases II e III levou em consideração a heterogeneidade dos espaços do Campus. Os resultados da pesquisa serão formalmente encaminhados aos gestores da universidade, para eventual inclusão de suas propostas nos planos de melhoria da infraestrutura de apoio. Abstract: Light is important for humans, because their physical attributes not only allow the vision, but also evoke its metaphorical meaning in Philosophy and Sciences, especially in Architecture. Attention to both daylighting and artificial lighting systems plays a key role in the energy efficiency of buildings, the well-being and health of its users. Nowadays Brazil has a voluntary certification program for buildings, on initial deployment, which will become obligatory in the near future, aiming at the regulation and classification of building energetic efficiency, including lighting and air conditioning. So, this research made a diagnosis of daylighting and artificial lighting joint the libraries of the State University of Campinas (UNICAMP), at the University Campus Zeferino Vaz, to make recommendations in accordance with the specific needs of such spaces and following the guidelines of the referred voluntary certification program. The survey included cadastral registers, measurements in situ with the aid of the technique of HDR images, questionnaires and the development of a project with the help of computer simulations. The literature review showed the state of the art concerning the aspects of the subject studied. In Phase I, the cadastral survey allowed to find out the current conditions of all libraries on the campus. In phase II, measurements in nine libraries helped to understand the quantitative aspects of illuminance and luminance distribution in the visual field. The application and tabulation of the questionnaires allowed obtaining the users impressions about such spaces. In phase III, the development of a project in one of the libraries, with the aid of computational simulations, permitted the evaluation of some proposals for the refurbishment of the daylighting and artificial systems. The choice of samples for Phases II and III reckoned the heterogeneity of the spaces of the campus. The results of this survey will be formally conveyed to the managers of the university, for their deliberations about its implementations as part of the strategies concerning the improvement of supporting infrastructure. Mestrado Arquitetura e Construção Mestre em Engenharia Civil

Orientador: Paulo Sérgio Scarazzato Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo Resumo: Embora a iluminação natural seja um recurso renovável, limpo e gratuito, coadjuvante da eficiência energética do ambiente construído e promotora do bem-estar e saúde de seus usuários, no Brasil ainda é grande o número de projetos que não a utiliza de modo eficiente, ao que parece, por desconhecimento de seus princípios, recursos e formas de avaliação. Por outro lado, no segmento industrial tem-se observado um cuidado crescente com relação à melhoria das condições do ambiente de trabalho, visando maior produtividade, com respeito ao meio ambiente, mas ainda com pouca atenção ao projeto. O objetivo desta pesquisa é analisar qualitativamente o desempenho dos sistemas de iluminação natural empregados em edifícios industriais na Região Metropolitana de Campinas/SP. A distribuição de luminâncias nos setores de produção de edifícios industriais previamente selecionados foi levantada in loco através de fotografias, com a utilização da técnica de geração de Imagens de Grande Alcance Dinâmico - High Dynamic Range (HDR) convertidas em cores falsas. Na seqüência realizaram-se simulações computacionais para um dia específico sob condição de céu claro com o software DIALux (validado), para fins de comparação com as imagens HDR, uma vez que na situação real não foi possível fazer fotografias somente sob condições de iluminação natural. As condições de céu nas simulações foram as mesmas encontradas quando das visitas às indústrias. Modelo físico para uma das indústrias também foi feito e fotografado com a técnica de imagens HDR a fim de melhor compreensão acerca da distribuição da luz e também com o objetivo de testar a validade do procedimento, não presente na literatura temática sobre iluminação natural. A pesquisa concluiu que os principais problemas relacionados à iluminação natural em setores de produção das indústrias analisadas devem-se aos seguintes fatores: ausência de manutenção dos sistemas para captação da luz natural e falta de integração com o sistema de iluminação artificial, que sinaliza claramente que tais edifícios são concebidos como simples galpões para abrigo das atividades industriais, e não como obra de arquitetura Abstract: Although daylighting is a renewable resource, clean and costless, support to energy efficiency of a built environment and promoter of wellness state and health, it is not yet used in an efficient way in industrial building design, probably because architects and its clients ignore its principles, resources and possibilities. On the other hand, one notes an increasing interest related to the environment conditions improvement, focused on greater productivity shared with respect to the environment, but yet with few attention to the project. The main goal of this research is to qualitatively analyze in qualitative terms the performance daylighting systems used in industrial buildings at Metropolitan area of Campinas, São Paulo, Brazil, in order to diagnosticate them and, eventually to suggest possible design strategies for future buildings of such typology, that could encourage a maximum daylight's quality usage. It includes the industrialization phenomena in Brazil and in the city of Campinas, as well as other daylighting principles applied to industrial buildings. The luminance's distribution in the production area of industrial buildings previously selected was taken by photographs taken in loco, with image's creation of High Dynamic Range (HDR) converted in false colors. After that, computer based sequences were simulated in a specific daylighting condition under clear-sky using DIALux software (validated), in comparison with HDR images, since in a real situation it was not possible to take pictures only under pure daylighting. The sky conditions in the simulations were the same ones that were found when visiting industries. A scale model for one of the industries was made and photographed using HDR images technique in order to have a better understanding about light distribution and also to test the procedure validation, that was not in the thematic literature about daylighting. This research concluded that the main problems related with daylighting in manufacturing areas of the industries analyzed are due to the following factors: lack of maintenance of daylighting capture systems and lack of integration with the artificial lighting system, which clearly states that those buildings are created for simple warehouses to place industrial activities, and not as an architectural building Mestrado Arquitetura e Construção Mestre em Engenharia Civil

A partir da análise da certificação AQUA-HQE em edifícios de saúde, da sustentabilidade, da iluminação e do conforto e qualidade ambiental, procurou-se estabelecer parâmetros que possibilitassem avaliar os quartos de internação das unidades hospitalares a fim de elencar os requisitos básicos para se atingir um ambiente com qualidade aos seus usuários. Com o objetivo de contribuir para o conforto dos pacientes nos quartos de internação, esta pesquisa avaliou o desempenho da iluminação natural e artificial seguindo as normas brasileiras vigentes e os critérios de avaliação da certificação AQUA-HQE, nos quartos de internação do hospital Samaritano de Campinas, São Paulo. Para tanto foi aplicado o método de medição de iluminação natural e artificial. Os resultados identificaram níveis insuficientes de iluminância para as tarefas realizadas nos quartos, juntamente com a utilização de lâmpadas que geraram um índice de reprodução de cor e de temperatura de cor distintas das normas brasileiras e dos critérios de avaliação da certificação AQUA-HQE. Com base na análise dos resultados junto com a revisão bibliográfica, foram elaboradas recomendações para a iluminação de quartos de internação hospitalares que poderão contribuir em projetos de novas unidades e também naqueles que buscam uma qualidade ambiental satisfatória para seus usuários. From the analysis of AQUA-HQE certification in buildings for health, sustainability, lighting and comfort and environmental quality, this work sought to establish parameters that enable to evaluate the hospital rooms of hospital units, in order to list the basic requirements to achieve a standard environment for its users. In order to contribute to the comfort of patients in inpatient rooms, this research evaluated the performance of natural and artificial lighting following the current Brazilian standards and the evaluation criteria for AQUA-HQE certification, in the inpatient rooms of the Samaritano hospital in Campinas, São Paulo. To do this, the method of measuring natural and artificial lighting has been applied. The results identified insufficient levels of illuminance for the tasks performed in the rooms, together with the use of lamps that generated a color reproduction and color temperature index different from Brazilian norms and the AQUA-HQE certification evaluation criteria. Based on the analysis of the results, together with the literature review, recommendations were made for the lighting of hospital inpatient rooms that may contribute to projects for new units and also in those who seek a satisfactory environmental quality for their users.

Daylighting is important both for buildings' energy efficiency and for users' visual comfort and well-being. This article assesses natural lighting availability at Videiras Residential Complex, located in Santa Maria, a multifamily housing in Southern Brazil, part of the Brazilian federal government's Minha Casa Minha Vida Program. The method is based on daylight autonomy (DA) metrics and useful daylight illuminance (UDI) from computer simulation with the APOLUX software. The evaluation was carried out according to recommendations of Brazilian standards NBR15575 and RTQ-R, applied to three environments: (1) main bedroom, (2) living room, (3) kitchen, and laundry. User's opinion was also surveyed through questionnaires. The results obtained by simulation indicate that the illuminance levels recommended in NBR 15575 and RTQ-R are satisfied. However, some rooms did not satisfy the criteria of 120 lux. The majority of users expressed satisfaction with the available indoor natural lighting. Moreover, it was found that users perform household tasks that require higher levels of illuminance than those indicated in the Brazilian standards. Based on the results, guidelines that aim to contribute to multifamily dwellings' better lighting performance are indicated. Therefore, results point to the necessity of reviewing these parameters on standards to adapt them to the social and economic reality of the social and economic context. A iluminação natural é importante tanto para a eficiência energética das edificações, quanto para o conforto visual e bem-estar dos usuários. Este artigo avalia a disponibilidade de iluminação natural no Conjunto Residencial Videiras, em Santa Maria, RS, empreendimento de habitação multifamiliar do Programa Minha Casa Minha Vida do governo federal. O método considerou a Autonomia da Luz Natural (DA) e a Iluminância Útil de Luz Natural (UDI), obtidas por simulação com o programa APOLUX. A avaliação considerou recomendações da NBR15575 e do RTQ-R, para três ambientes: (1) dormitório principal, (2) sala, (3) cozinha e lavanderia. A opinião de usuários também foi levantada, por meio de questionários. Os resultados obtidos por simulação indicam que são atendidos os níveis de iluminância preconizados pela NBR 15575 e pelo RTQ-R. No entanto, tomando como critério o nível 120 lux, este não é atingido em todos os cômodos simulados. A grande maioria dos usuários expressou satisfação com a iluminação natural disponível. Observou-se que os usuários desenvolvem tarefas domiciliares que exigem níveis mais altos de iluminância do que aqueles indicados nas normas e regulamentos brasileiros. A partir dos resultados, são indicadas diretrizes que visam contribuir para o melhor desempenho lumínico em habitações multifamiliares. Os resultados apontam também a necessidade de rever tais parâmetros para adequá-los à realidade social e econômica do contexto.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Arquitetura e Urbanismo, Florianópolis, 2021. As aberturas de uma edificação são responsáveis pela admissão da radiação solar ao interior dos ambientes, provendo iluminação natural e ganho de calor, além de possibilitar ventilação natural, proteção contra intempéries e contato visual com o exterior. Porém, há um grande conflito de projeto entre permitir o acesso à iluminação natural e controlar o ganho de calor. Para um desempenho equilibrado, o elemento de controle da insolação aplicado ao plano da abertura precisa ser capaz de reduzir o ganho de calor, interceptando a radiação solar incidente, e redirecionar parte dessa radiação interceptada para iluminar o interior do ambiente. Entretanto, faltam métodos e ferramentas de análise disponíveis que possibilitem traçar estratégias de projeto desses elementos para maximizar seu potencial de receber e redirecionar o fluxo luminoso. Neste contexto, a pesquisa propõe um método para análise do potencial luminoso de elementos de controle da insolação por redirecionamento da radiação, capaz de representar espacial e numericamente seu potencial de interceptar e redirecionar a radiação solar. Para tanto, são propostos dois novos indicadores: o Coeficiente de Radiosidade Ponderado (CRP) e o Potencial Luminoso por Redirecionamento (PLR). A obtenção de ambos os coeficientes está vinculada à simulação computacional executada por uma versão especial do programa Apolux IV, não disponível para o uso geral, e exige planilha de cálculo. O método ainda apresenta limitações que impedem sua utilização como procedimento de projeto no atual estágio de desenvolvimento e necessita ser lapidado e incorporado à uma ferramenta computacional. O ganho de calor e a admissão e distribuição do fluxo luminoso foram representados por meio do Fator Solar Equivalente (FSE), da Exposição Luminosa Anual (ELA) e do índice de Uniformidade de Distribuição (UD), respectivamente. As simulações computacionais foram realizadas no programa Apolux IV para as tipologias de prateleiras de luz, elementos horizontais, elementos verticais, sistemas de grelha e elemento curvo para a cidade de Florianópolis, Santa Catarina. Os indicadores de CRP e PLR representaram o fenômeno do redirecionamento da radiação solar incidente de forma coerente, possibilitando a representação espacial do comportamento luminoso sobre a superfície dos elementos e a classificação geral do desempenho de cada sistema. Os resultados obtidos demonstram que, dependendo da configuração de sua geometria, os elementos de controle da insolação são capazes de bloquear uma porcentagem similar da radiação solar incidente no plano da abertura, porém, apresentar diferente aproveitamento da energia luminosa incidente em sua superfície para iluminar o plano de trabalho. No caso das prateleiras de luz, combinar superfícies externas e internas apresentou melhor potencial luminoso por redirecionamento da radiação do que aumentar a área externa de sua superfície. Por sua vez, o melhor aproveitamento das superfícies horizontais para redirecionar a luz ao ambiente aponta para a utilização de elementos pouco profundos e com maior número de aletas. O método desenvolvido explora etapas do caminho percorrido pela luz que, até o momento, não foram analisadas com o mesmo foco e detalhe proposto pela pesquisa, possibilitando a análise efetiva sobre o comportamento luminoso dos elementos de controle da insolação por redirecionamento da radiação. Abstract: Windows are responsible for the admission of solar radiation to the building's interior, providing daylight and solar heat gain, in addition to allowing natural ventilation, protection against the weather, and visual contact with the outside. However, there is a design conflict between providing daylight and controlling solar heat gain. To achieve a balance between the thermal and luminous performance, the solar control device attached to a window needs to reduce the solar heat gain, intercepting the direct solar radiation, and redirecting some of this solar radiation to illuminate the interior space. However, there is a lack of available methods and analysis tools that make the design process of maximizing the solar control device's potential to intercept and redirect the solar radiation possible. In light of this, the following research proposes a method for analyzing the luminous potential of solar control devices by radiation redirection, capable of spatially and numerically representing their potential to intercept and redirect the solar radiation. Therefore, two new metrics have been proposed: Weighted Radiosity Coefficient (WRC) and Luminous Redirection Potential (LRP). Both metric's attainment is conditioned on daylight simulation run into a special version of Apolux IV, the software version is not available for general use, and requires a calculation spreadsheet. At the current development stage, the method still has a few limitations for being applied as a design process and needs to be improved and incorporated into a computational tool. The Equivalent Solar Factor (ESF), Annual Light Exposure (ALE), and Distribution Uniformity (DU) metrics respectively represent the solar heat gain and the daylight admission and distribution. Computer simulations were run on the Apolux IV software for the light shelf, horizontal louver, vertical louver, egg-crate, and curved surface typologies for the city of Florianópolis, Santa Catarina. The WRC and LRP metrics represented the solar radiation redirection phenomenon consistently, turning the spatial luminous behavior representation over the solar control device's surfaces and the general performance classification of each system possible. The results indicate that, depending on the geometric configuration, the solar control devices are able to block a similar percentage of the solar radiation incident on the work plan, however, they may present different use of the incident light on its surface to illuminate the work plane. For light shelves, combined internal and external surfaces presented better luminous potential by radiation redirection than increased external area surface. The better use of horizontal surfaces for radiation redirection to the interior space indicated the need for shallower surfaces and a greater number of slats. The developed method explores the light path steps from the focus and details proposed by this research that were never analyzed before, until now, making the effective analysis of solar control device's luminous behavior for radiation redirection possible.

Mestrado Integrado em Arquitectura Exame público realizado em 9 de Junho de 2021 A presente investigação de mestrado de Arquitetura centra-se no estudo do desempenho da luz natural na Arquitetura Vernacular através do programa de simulação de luz – DIALux® evo 9.1. Inserido na unidade curricular de Projeto III do 5ºAno, foi proposto uma intervenção do repovoamento das aldeias de xisto da Lousã, mais propriamente na aldeia do Catarredor, na qual posteriormente selecionou-se um edifício para uma reconstrução mais detalhada. A esse projeto concilia-se o tema principal desta dissertação, a Luz Natural, que surge como uma oportunidade de demonstrar a importância do tema no desenvolvimento e decisões projetuais, com um desafio maior de salvaguardar a ruína existente a fim de preservar a Arquitetura Vernacular. Tem como objetivo aprofundar o conhecimento da luz natural, entender as suas características e o seu funcionamento, qual a sua importância na vida quotidiana e os seus efeitos, quer no Ser humano, quer nos edifícios, e ainda conhecer as estratégias/soluções construtivas existentes para um adequado aproveitamento da luz natural na arquitetura conforme as necessidades de cada edifício. Para melhor otimização do desempenho da luz natural dentro do edifício aplica-se o programa DIALux® evo 9.1 como uma ferramenta de experimentação das diferentes soluções existentes, este tem a capacidade de modelar a edificação e avaliar a quantidade e qualidade da luz natural e artifícial nas diversas fases do projeto, permite fazer várias experiências com diferentes cenários, possibilitando a sua alteração sempre que for necessário com resultados imediatos. Com o uso deste programa de simulação, consegue-se aplicar a solução que melhor se adequa ao local, à forma e à função do edifício, satisfazendo os requisitos exigidos pelas normas, contribuindo assim para a redução das necessidades energéticas, melhorando as condições de conforto interno e o desempenho eficiente das tarefas, valorizando sempre a segurança do utilizador e o património local. The present research of the Master of Architecture focuses on the study of the performance of natural light in Vernacular Architecture through the Light Simulation program - DIALux® evo 9.1. Inserted in the curricular unit of Project III of the 5th year, an intervention was proposed to restock the shale villages of Lousã, more specifically in the village of Catarredor, in which a building was later selected for a more detailed reconstruction. This project is combined with the main theme of this dissertation, Natural Light, which appears as an opportunity to demonstrate the importance of the theme in development and design decisions, with a greater challenge of safeguarding the existing ruin in order to preserve Vernacular Architecture. It aims to deepen the knowledge of natural light, understand its characteristics and how it works, what is its importance in daily life and its effects, both on humans and buildings, and also to know the existing strategies / constructive solutions for an adequate use of natural light in architecture according to the needs of the building. To better optimize the performance of natural light inside the building, DIALux® evo 9.1 program is applied as a tool for experimenting with the different existing solutions, it has the ability to model the building and evaluate the quantity and quality of natural and artificial light in the different phases of the project, it allows to make several experiments with different scenarios, allowing its alteration whenever necessary with immediate results. With the use of this simulation program, it was possible to apply the solution that best suits the place, the shape and the function of the building, satisfying the requirements demanded by the standards, thus contributing to the reduction of energy needs, improving comfort conditions internal and efficient performance of tasks, always valuing user safety and local heritage.

Malaysia is a nation that has undergone a massive development based on its abundance of fuel supply. The imbalance ratio between gross domestic products and energy demand clearly indicates the need to promote energy-efficiency strategies in the country. This study investigates the relationship between building shape and energy consumption by considering the control of excessive solar radiation in a tropical climate. In the first step, four basic plan geometries, namely, square, rectangle, triangle and circle shapes, are studied to determine the optimal building shape in terms of energy consumption in Penang, Malaysia. Results of simulation analysis using DesignBuilder software (Version 5.4.0) reveal that the circle is the most suitable form in terms of energy performance. In the second step, all buildings with extended shapes based on the optimal shape obtained from the first step are simulated under the same condition to analyse the thermal behaviour of different building forms. Amongst four alternative extended cases, Case 3 with 90 cm depth and without vertical offset from the top of the window has superior energy performance and sufficient natural daylight. This study contributes to enhance energy efficiency of new buildings by incorporating design strategies in the design process. Resumo A Malásia é uma nação que passou por um enorme desenvolvimento devido à sua abundância de combustível. A relação desequilibrada entre o Produto Interno Bruto e a demanda de energia indica claramente a necessidade de promover estratégias de eficiência energética no país. Este estudo investiga a relação entre o formato da construção e o consumo de energia, levando em conta o controle da excessiva radiação solar em um clima tropical. Na primeira etapa, quatro formas geométricas planas básicas, quadrado, retângulo, triângulo e círculo, são estudadas para determinar o formato ideal da construção em termos de consumo de energia em Penang, Malásia. Os resultados das análises das simulações usando o software DesignBuilder (versão 5.4.0) revelam que o círculo é a forma mais apropriada em termos de performance de energia. Na segunda etapa, todas as construções com formas ampliadas, baseadas na forma ideal obtida na primeira etapa, são simuladas sob as mesmas condições para analisar o comportamento térmico dos diferentes formatos de construção. Entre quatro casos alternativos ampliados, o Caso 3, com 90 cm de profundidade e sem deslocamento vertical a partir do topo da janela, tem uma performance energética superior e iluminação natural suficiente. Este estudo contribui para aumentar a eficiência energética de novas construções a partir da incorporação de estratégias de design no processo de design.

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