Estratégias para obtenção de adequada iluminação natural em escolas: uma análise de sistemas de aberturas para Natal/RN

The purpose of this research is to analyze different daylighting systems in schools in the city of Natal/RN. Although with the abundantly daylight available locally, there are a scarce and diffuse architectural recommendations relating sky conditions, dimensions of daylight systems, shading, fraction of sky visibility, required illuminance, glare, period of occupation and depth of the lit area. This research explores different selected apertures systems to explore the potential of natural light for each system. The method has divided into three phases: The first phase is the modeling which involves the construction of three-dimensional model of a classroom in Sketchup software 2014, which is featured in follow recommendations presented in the literature to obtain a good quality of environmental comfort in school settings. The second phase is the dynamic performance computer simulation of the light through the Daysim software. The input data are the climate file of 2009 the city of Natal / RN, the classroom volumetry in 3ds format with the assignment of optical properties of each surface, the sensor mapping file and the user load file . The results produced in the simulation are organized in a spreadsheet prepared by Carvalho (2014) to determine the occurrence of useful daylight illuminance (UDI) in the range of 300 to 3000lux and build graphics illuminance curves and contours of UDI to identify the uniformity of distribution light, the need of the minimum level of illuminance and the occurrence of glare.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES

A finalidade desta dissertação é de analisar diferentes sistemas de aberturas para captação da luz natural em escolas na cidade de Natal/RN. Embora haja muita luz natural disponível localmente, são escassas e difusas as recomendações arquitetônicas que relacionam o comportamento de céu, as dimensões de aberturas, o sombreamento, a fração de céu visível, as iluminâncias requeridas, o ofuscamento, o período de ocupação e profundidade de área iluminada. Para a pesquisa são selecionados diferentes sistemas de aberturas visando explorar o potencial do uso de luz natural de cada um: o método encontra-se dividido em três fases. A primeira fase é de modelagem e consiste na construção do modelo tridimensional de uma sala de aula no programa Sketchup 2014, cujas caraterísticas seguem recomendações presentes na literatura especializada para obtenção de uma boa qualidade de conforto ambiental em ambientes escolares. Todas as aberturas foram completamente sombreadas de modo a evitar a radiação solar direta. A segunda fase é a simulação computacional dinâmica do desempenho luminoso, por meio do software Daysim. Os dados de entrada são o arquivo climático do ano 2009 da cidade de Natal/RN, a volumetria da sala de aula no formato 3ds com a atribuição das propriedades óticas de cada superfície, o arquivo do mapeamento de sensores e o arquivo de ocupação do usuário. Os resultados produzidos na simulação são tratados em planilha eletrônica elaboradas por Carvalho (2014) visando determinar a ocorrência da Iluminância Natural Útil (UDI) na faixa de 300 a 3000lux e construir gráficos de curvas de iluminância e isolinhas de UDI para identificar a uniformidade da distribuição de luz, o atendimento ao nível mínimo de iluminância e a ocorrência de ofuscamento. No que se refere às grandes aberturas recomenda-se reduzir a visão da abobada celeste e evitar grandes quantidades de fração de céu por causar ofuscamento e falta de uniformidade na distribuição da luz pelo ambiente. Para pequenas aberturas recomenda-se aumentar a visão da abobada celeste permitindo maior entrada da luz difusa no ambiente e evitar obstruções que diminuem a quantidade de luz. Para casos em que haja uma fração de céu pequena devido às características do entorno, recomenda-se aberturas maiores e em casos em que há uma fração de céu visível alta, ou espaços com pouca densidade recomenda-se aberturas menores. Os resultados demonstram a potencialidade da cidade de Natal/RN para se fazer uso adequado da iluminação difusa sem ocorrência de ofuscamento e ganho térmico em ambientes escolares.