Evaluación del rendimento de aberturas cenitales ante la radiación solar e la luz natural em espacios internos utilizando modelación paramétrica y simulación numérica

Autores/as

DOI:

https://doi.org/10.11606/gtp.v17i3.213318

Palabras clave:

Desempeño del edificio, iluminancia, Iluminación natural, Radiación solar

Resumen

La iluminación cenital es un recurso de diseño que se puede utilizar para reducir el consumo energético en los edificios. Sin embargo, existen condiciones para que no se produzcan molestias lumínicas y/o térmicas por exceso de radiación solar incidente en el interior del edificio, lo que puede resultar indeseable en regiones de clima cálido. Este estudio evaluó los niveles de autonomía de la iluminación cenital y la incidencia de la radiación solar en ambientes interiores con cuatro tipos de aperturas cenitales, utilizando modelos paramétricos y simulaciones numéricas. Se utilizó una base de datos climáticos de una región de Brasil de baja latitud, caracterizada por un clima tropical cálido y húmedo. Se evaluó el desempeño de las tipologías de apertura de luz diurna mediante la medición de la Iluminancia Útil de Luz Diurna y la radiación solar incidente, considerando resultados promedio anuales, diarios y horarios. El estudio incluyó análisis con las aberturas cenitales orientadas Norte-Sur y Este-Oeste, considerando las mallas sensorias en las paredes y el piso. Los resultados mostraron que el proceso de modelado utilizado puede ayudar al proceso de diseño arquitectónico en su dimensión de iluminancia natural e incidencia de la radiación solar en ambientes interiores, mostrando configuraciones optimizadas para las dimensiones del ambiente y la apertura cenital, además de mostrar que en cada tipología estudiada existe un formato y dimensiones del ambiente que resultan en un desempeño óptimo de los niveles de autonomía lumínica.

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Referencias

AMORIM, C. N. D. Diagrama morfológico Parte I: instrumento de análise e projeto ambiental com uso de luz natural. Paranoá: cadernos de arquitetura e urbanismo, Brasília, n. 3, 2007. https://doi.org/10.18830/issn.1679-0944.n3.2007.12111

AMORIM, C.N.D. Iluminação natural e eficiência energética: critérios para intervenção em edifícios não residenciais modernos no Plano Piloto de Brasília. Projeto de Pesquisa. FAP-DF, Brasília, 2016.

AYOUB, M. 100 Years of daylighting: A chronological review of daylight prediction and calculation methods. Solar Energy, 194, p. 360-390, 2019. https://doi.org/10.1016/j.solener.2019.10.072

BROWN, N. C.; JUSIEGA, V.; MUELLER, C. T. Implementing data-driven parametric building design with a flexible toolbox. Automation in Construction, v. 118, p. 103252, 2020.

https://doi.org/10.1016/j.autcon.2020.103252

BRZEZICKI, M.; REGUCKI, P.; KASPERSKI, J. Optimization of Useful Daylight Illuminance for Vertical Shading Fins Covered by Photovoltaic Panels for a Case Study of an Office Room in the City of Wroclaw, Poland. Buildings, v. 11, p. 1-19, 2021. https://doi.org/10.3390/buildings11120637

DALBÓ, N.; SOUZA, A. D. S.; PAGEL, E. C. Análise da evolução tipológica de edifícios comerciais construídos entre 1950 a 2016 quanto à eficiência energética da envoltória, em vitória/ES. In: Anais do XV Encontro Nacional de Conforto no Ambiente Construído; XI Encontro Latino-Americano de Conforto no Ambiente Construído: Mudanças climáticas, concentração urbana e novas tecnologias, 2019, João Pessoa. Anais [...]. João Pessoa: Universidade Federal da Paraíba, 2019. p. 2093-2101.

FONSECA, R. W.; PEREIRA, F. O. R.; CLARO, A. Iluminação natural: a contribuição de suas reflexões no interior do ambiente construído. Revista do Programa de Pós-graduação em Artes da Escola de Belas Artes da UFMG, v. 17, p. 198-217, 2010.

GABRIEL, E.; DOMINGOS, R. M. A.; MELLER, G.; GUARDA, L. A.; LAURINI, D.; GRIGOLETTI, G. C. Influência da área de abertura e transmitância térmica no consumo de energia elétrica em Cuiabá-MT. In: Anais do XV Encontro Nacional de Conforto no Ambiente Construído; XI Encontro Latino-Americano de Conforto no Ambiente Construído: Mudanças climáticas, concentração urbana e novas tecnologias, 2019, João Pessoa. Anais [...]. João Pessoa: Universidade Federal da Paraíba, 2019. p. 2372-2380.

GARCIA D. L. R.; PEREIRA, F. O. R. Análise anual da exposição à incidência solar direta, ao ofuscamento e aos níveis de iluminação natural em ambiente com proteções solares internas. In: Anais do XV Encontro Nacional de Conforto no Ambiente Construído; XI Encontro Latino-Americano de Conforto no Ambiente Construído: Mudanças climáticas, concentração urbana e novas tecnologias, 2019, João Pessoa. Anais [...]. João Pessoa: Universidade Federal da Paraíba, 2019. p. 2574-2583.

GARCIA D. L. R.; PEREIRA, F. O. R. Análise da exposição ao ofuscamento e à insolação em ambiente de uso prolongado. PARC Pesquisa em Arquitetura e Construção, Campinas, SP, v. 11, p. e020004, 2020. ISSN 1980-6809. DOI:http://dx.doi.org/10.20396/parc.v11i0.8654565

HENS, I.; SOLNOSKY, R.; BROWN, N. C. Design space exploration for comparing embodied carbon in tall timber structural systems. Energy & Buildings, v. 244, p. 110983, 2021. https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2021.110983

HOFFMEISTER, T. O.; SILVA, H. C. Modelo para investigação de radiação incidente em pátios. In: Anais do XV Encontro Nacional de Conforto no Ambiente Construído; XI Encontro Latino-Americano de Conforto no Ambiente Construído: Mudanças climáticas, concentração urbana e novas tecnologias, 2019, João Pessoa. Anais [...]. João Pessoa: Universidade Federal da Paraíba, 2019. p. 2401-2406.

Instituto Nacional de Metrologia, Qualidade e Tecnologia. Instrução Normativa INMETRO para a Classe de Eficiência Energética de Edifícios Comerciais, de Serviços e Públicos (INI-C). São Paulo, 2021.

KRISH, S. A practical generative design method. Computer-Aided Design, v. 43, p. 88-100, 2011. https://doi.org/10.1016/j.cad.2010.09.009

LAMBERTS, R.; DUTRA, L.; PEREIRA, F. O. R. Eficiência Energética na Arquitetura. 3a ed. São Paulo: ProLivros, 2013. 382 p.

MAIRINK, A. J. M.; VILELA, J. A.; GARCIA, M. S.; VELOSO, A. C. O.; SOUZA, R. V. G. Simulação paramétrica de brise-soleil em fachada oeste para redução de consumo energético em edificação comercial. In: Anais do XV Encontro Nacional de Conforto no Ambiente Construído; XI Encontro Latino-Americano de Conforto no Ambiente Construído: Mudanças climáticas, concentração urbana e novas tecnologias, 2019, João Pessoa. Anais [...]. João Pessoa: Universidade Federal da Paraíba, 2019. p. 2494-2503.

MARDALJEVIC, J.; ANDERSEN, M.; ROY, N.; CHRISTOFFERSEN, J. Daylighting, Artificial Lighting and Non-Visual Effects Study for a Residential Building. 2012. https://infoscience.epfl.ch/record/181055. Acessado em 17/04/2023.

MITCHELL, W. J. The theoretical foundation of computer-aided architectural design. Environment and Planning B, v. 2, p. 127-150, 1975. https://doi.org/10.1068/b020127

MUELLER, C. T; OCHSENDORF, J. A. Combining structural performance and designer preferences in evolutionary design space exploration. Automation in Construction, v. 52, p. 70-82, 2015. https://doi.org/10.1016/j.autcon.2015.02.011

NABIL, A.; MARDALJEVIC, J. Useful daylight illuminance: a new paradigm for assessing daylight in buildings. Lighting Research & Technology, v. 37, p. 41-59, 2005.

https://doi.org/10.1191/1365782805li128oa

NABIL, A.; MARDALJEVIC, J. Useful daylight illuminances: A replacement for daylight factors. Energy and Buildings. v.38, p. 905-913, 2006. https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2006.03.013

POGERE, A. Estudo de átrios como elementos condutores de iluminação natural. 2001. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Produção) – Programa de Pós Graduação em Engenharia de Produção da Universidade Federal de Santa Catarina, Florianópolis, 2001.

QUEIRÓZ, N.; WESTPHAL, F. S.; PEREIRA, F. O. R. A influência dos elementos de sombreamento e vidros no consumo de energia em climatização e iluminação em edifícios de escritórios. In: Anais do XV Encontro Nacional de Conforto no Ambiente Construído; XI Encontro Latino-Americano de Conforto no Ambiente Construído: Mudanças climáticas, concentração urbana e novas tecnologias, 2019, João Pessoa. Anais [...]. João Pessoa: Universidade Federal da Paraíba, 2019. p. 2075-2084).

RAMOS, G.; GHISI, E. Avaliação do cálculo da iluminação natural realizada pelo programa EnergyPlus. Ambiente Construído, Porto Alegre, v. 10, n. 2, p. 157-169, 2010. https://doi.org/10.1590/S1678-86212010000200011

REINHART, C. F. Lightswitch-2002: A model for manual and automated control of electric lighting and blinds. Solar Energy, v. 77, n. 1, p. 15–28, 2004. DOI: https://doi.org/10.1016/j.solener.2004.04.003

REINHART, C. F., JAKUBIEC, J. A., & IBARRA, D. Definition Of A Reference Office For Standardized Evaluations Of Dynamic Façade And Lighting Technologies. In: Proceedings of BS2013: 13th Conference of International Building Performance Simulation Association, 2013, Chambéry, France. Anais [...]. Chambéry: University of Savoie, 2013. p. 3645–3652.

SANTOS, A. J. A iluminação nos Edifícios: Uma perspectiva no âmbito do conforto ambiental e da eficiência energética. 1a ed. Lisboa: LNEC, 2014.

SILVA, J. T.; MEDEIROS, R. C. B.; LIMA, R. C.; SANTOS, J. P. L. A influência das orientações das aberturas e condições de céu nos níveis de iluminação natural em um ambiente hospitalar. In: Anais do XV Encontro Nacional de Conforto no Ambiente Construído; XI Encontro Latino-Americano de Conforto no Ambiente Construído: Mudanças climáticas, concentração urbana e novas tecnologias, 2019, João Pessoa. Anais [...]. João Pessoa: Universidade Federal da Paraíba, 2019. p. 2554-2563).

SUSOROVA, I.; TABIBZADEH, M.; RAHMAN, A.; CLACK, H. L.; ELNIMEIRI, M. The effect of geometry factors on fenestration energy performance and energy savings in office buildings. Energy and Buildings, v. 57, p. 6-13, 2013. https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2012.10.035

VAN DEN WYMELENBERG, K. G. Visual comfort, discomfort glare, and occupant fenestration control: Developing a research agenda. LEUKOS - Journal of Illuminating Engineering Society of North America, v. 10, n. 4, p. 207–221, 2014. DOI: https://doi.org/10.1080/15502724.2014.939004

VIANNA, N. S; GONÇALVES, J. C. Iluminação e Arquitetura. São Paulo: Geros, 2001.

Publicado

2023-12-22

Número

Sección

Artículos

Cómo citar

SCHMIDLIN, Flavio; SILVA, Felipe Tavares da. Evaluación del rendimento de aberturas cenitales ante la radiación solar e la luz natural em espacios internos utilizando modelación paramétrica y simulación numérica. Gestão & Tecnologia de Projetos (Gestión y tecnología de proyectos), São Carlos, v. 18, n. 3, p. 89–116, 2023. DOI: 10.11606/gtp.v17i3.213318. Disponível em: https://www.journals.usp.br/gestaodeprojetos/article/view/213318.. Acesso em: 18 may. 2024.