avaliação do nível de iluminação em salas de aula do campus
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AVALIAÇÃO DO NÍVEL DE ILUMINAÇÃO EM SALAS DE
AULA DO CAMPUS PELOTAS VISCONDE DA GRAÇA
RITTER, Viviane Mülech¹; PEGLOW, Jaqueline da Silva²;
CORRÊA, Celina Maria Britto³
¹Mestranda do Programa de Pós-Graduação em Arquitetura e Urbanismo - PROGRAU, Faculdade de Arquitetura e Urbanismo, Universidade Federal de Pelotas -
²Mestranda do Programa de Pós-Graduação em Arquitetura e Urbanismo - PROGRAU, Faculdade de Arquitetura e Urbanismo, Universidade Federal de Pelotas -
³Dra. Professora do Programa de Pós-Graduação em Arquitetura e Urbanismo – PROGRAU, Faculdade de Arquitetura e Urbanismo Universidade Federal de Pelotas -
RESUMO
Este trabalho apresenta um estudo sobre o nível de iluminação e como
consequência, o provável conforto lumínico, obtido em duas salas de aula do
Campus Pelotas Visconde da Graça – IFSUL, avaliadas em dias próximos ao
solstício de verão, comparando-se duas tipologias utilizadas naquele ambiente
escolar, uma característica da década de 20 e outra da década atual. O método
utilizado na obtenção dos resultados partiu da escolha das salas de aula mais
representativas de ambos os períodos, salas com proporções aproximadas e
apresentando ambas, janelas em paredes opostas. Com base na NBR 15.215-
4 (ABNT,2004) definiu-se o número e a posição dos pontos de medição, e as
avaliações foram realizadas com o auxílio de luxímetros. Através dos dados
obtidos, constatou-se que a sala de aula da década atual apresenta melhor
resultado no aproveitamento de luz natural em comparação com a sala da
década de 20; porém, observou-se também a presença de problemas como o
ofuscamento no quadro, propiciado pelo excesso de iluminação em alguns
períodos e a necessidade da utilização de dispositivos de proteção nas janelas.
Em ambas as salas o nível de iluminância (300 lux) recomendado pela NBR
5413 (ABNT,1992), para execução de tarefas foi atingido através da iluminação
natural, salvo em 38,33% dos pontos avaliados, onde se fez necessária a
2
complementação do nível de iluminação requerido, através da iluminação
artificial.
Palavras-chave: Iluminação natural, iluminação em salas de aula, conforto
lumínico.
ABSTRACT
This paper presents a study about illumination level and the probable luminous
comfort obtained in two classrooms at Campus Pelotas Visconde da Graça –
IFSUL. The two classrooms were assessed close to summer solstice by
comparing two types used in that school environment: one that is characteristic
of the 20s and another of the current decade. The method used for obtaining
the results was to choose classrooms which represented both periods, had
similar proportions and also windows on opposite walls. Based on NBR 15.215-
4 (ABNT,2004), number and position of the measuring points were defined.
Assessment was done through using lux meters. With the data obtained, it is
possible to say that the current decade classroom presents better results
regarding use of natural light when compared to the 20s classroom. However,
problems such as blurring on the board due to excessive illumination and need
for protection devices on the windows were observed. In both rooms, the
minimum level of illuminance (300 lux) that is recommended by NBR 5413
(ABNT,1992) for performing tasks was obtained through use of natural light,
except for 38,33% of the points assessed, in which complementing with artificial
light was needed.
Key words: daylighting, daylighting in classrooms, luminous comfort
INTRODUÇÃO
A luz é um importante mecanismo para o desenvolvimento de atividades
diárias. Em uma sala de aula, a iluminação é parte integrante do processo de
ensino e aprendizagem. Alunos e professores necessitam de boas condições
de iluminação para realizarem os seus trabalhos com maior eficiência.
Segundo Kowaltowski (2011), pesquisas em ambientes de ensino, revelaram
que nas salas com grande contribuição de iluminação natural, os discentes
3
apresentaram maior produtividade. Considera-se ainda que quanto melhores
as condições de iluminação em um ambiente de trabalho, melhores serão os
resultados das tarefas a serem executadas e com a vantagem do menor
esforço visual (RENNACKKAMP, 1964).
Estudos realizados em 27 escolas da Rede Estadual de Ensino, construídas a
partir de 1950, na cidade de São Paulo, demonstraram que mais de 55%
destas instituições apresentaram a avaliação da contribuição da iluminação
natural em ambientes de ensino, ótima e/ou satisfatória, e segundo seus
autores, esta condição provavelmente foi favorecida pelo fato da envoltória
estar pintada com cores clara ou medianamente clara (ORSNTEIN; NETO,
1992).
Segundo a NBR 5413 (ABNT, 1992), o nível de iluminância para salas de aula
deve estar compreendido entre 200 lux e 500 lux. Nos estudos de Bertolotti
(2007), o autor cita entre outros, o manual da Lesna (2000) que recomenda a
iluminação natural em escolas, mas não especifica os níveis mínimos de
iluminação para aplicações específicas e tarefas visuais. Em ambientes de
aprendizagem, cada tarefa exige um determinado nível de iluminância, e
geralmente adota-se o nível necessário para a leitura de um texto escrito a
lápis. Também apresenta informações sobre a refletância, onde recomenda
que as paredes próximas às janelas devam apresentar alto nível de refletância
a fim de evitar-se o contraste com as janelas, pois pode ocasionar
ofuscamento, que pode ser evitado impedindo-se a incidência direta de
radiação solar sobre as superfícies das tarefas a serem desenvolvidas, usando-
se como proteção, cortinas, por exemplo. Já os tetos devem ser
preferencialmente da cor branca para refletir a luz para as superfícies
horizontais. E os pisos precisam ser de material opaco com refletância próximo
de 30%.
Em estudo recente, Kowaltowski (2011) revelou os principais problemas em
ambientes escolares com baixos níveis de iluminação. Observou que muitas
salas apresentaram ofuscamento na lousa, em quase todos os horários;
problemas de insolação e alto nível de claridade nas áreas da sala de aula que
estão próximas às janelas. Também constatou que o ofuscamento do quadro,
apresenta como melhor solução o uso de dispositivos de proteção externos às
4
janelas, como o plantio de árvores, toldos de material claro, ou ainda, brise-
soleil móvel na parte externa de aberturas envidraçadas.
O olhar atento às tipologias edificatórias e construtivas da instituição de Ensino
Campus Pelotas Visconde da Graça – IFSUL, localizada na cidade de Pelotas-
RS, revelou a presença de edificações com características arquitetônicas de
diferentes períodos, incentivando o estudo sobre a avaliação dos níveis de
iluminância proporcionado por aberturas características de cada um dos
momentos daquela arquitetura. Na verdade, a preocupação com a importância
do aproveitamento da iluminação natural em ambientes de ensino foi o ponto
de partida para este trabalho.
OBJETIVO
O objetivo deste trabalho é avaliar os níveis de iluminância em duas salas de
aula do Campus Pelotas Visconde da Graça – IFSUL, proporcionada por
aberturas em diferentes tipologias de construção escolar. A primeira sala
apresenta características das construções atuais, enquanto que a segunda,
possui características construtivas usuais na década de 20. Aspira-se verificar
o desempenho em termos de iluminação natural proporcionada pelas janelas
ou elementos de passagem, de cada sala considerada.
METODOLOGIA
A metodologia adotada caracterizou-se como uma avaliação quantitativa com
medições in loco, em data próxima do solstício de verão. Primeiramente
procedeu-se a uma avaliação dos prédios educacionais do Campus Pelotas
Visconde da Graça onde estão localizadas as salas de aula. Escolheu-se como
representativos, dois prédios, definidos em função de sua data de construção.
Uma edificação do ano de 2010, e outra com data de 1923. Em seguida, fez-se
a seleção das salas de aula mais significativas para a avaliação.
O prédio da década atual é denominado de Prédio da Indústria e outro, mais
antigo, de Prédio 63 (figura 1).
5
Figura 1: Vistas externas do Prédio da Indústria (2010) e Prédio 63 (1923).
O Prédio da Indústria apresenta quatro salas de aula, dois banheiros (feminino
e masculino), pequenos depósitos para as salas de aula, um espaço que está
sendo utilizado atualmente como inspetoria e uma circulação coberta (ver
figura 2). Já o Prédio 63 possui quatro salas de aula e outros dois ambientes
que compreendem o setor de Coordenação de Atendimento Estudantil (CAE) e
a Coordenação de Orientação Estudantil (COE) (ver figura 3).
Figura 3: Planta Baixa do Prédio 63.
Sala de aula avaliada
Salas de aula Depósito
Inspetoria Circulação coberta
Banheiros
Salas de aula Sala de aula avaliada CAE e COE
Figura 2: Planta Baixa do Prédio da Indústria.
6
A escolha da sala do Prédio da Indústria deu-se pela presença de janelas em
paredes opostas, fato também evidenciado no prédio 63. Já para a seleção da
construção mais antiga, levou-se em consideração a proximidade em
proporções e dimensões das áreas internas. A tabela 1 apresenta as
características físico-espaciais das salas de aula escolhidas para a análise, e a
tabela 2, as características das janelas nessas salas.
Tabela 1: Características físico-espaciais das salas analisadas
Nº e local
da Sala
Dimensões/
Pé-direito
(m)
Área
(m2)
Parede/Cor
(Refletância)
Piso/Cor
(Refletância)
Teto/Cor
(Refletância)
Esquadrias
Tipo/
Material/
Cor
(Refletância)
Sala 02
Prédio da
Indústria
7,93 X 6,05/
2,80
47,95
Alvenaria
rebocada/ Areia
(64,3%)
Piso Cerâmico/
Branco (66%)
Laje rebocada/
Areia
(64,3%)
Porta/ Madeira/
Branco
(88,9%)
Janelas/
alumínio/
natural
(85%)
Sala 14
Prédio 63
9,34 x 6,19/
4,00
57,81
Alvenaria
rebocada /
amarelo escuro
(31,4%) do piso
até 1,24m de
altura e
amarelo claro
(70,7%) até o
teto
piso cimentado/
marrom
avermelhado
(30,4%)
Forro madeira
/marrom
(21,9%)
Porta/ Madeira
/ azul (26,7%)
Janela/ ferro /
marrom
(29,2%)
Tabela 2: Características físicas das janelas localizadas nas salas analisadas
Local
das
janelas
Dimensões (m)
larg x alt /peitoril
Nº de
janela
s
Orientação
solar
Área neta de
vidro (m2) /
Transmitância
Relação área de
janela/área do
piso
Sala 02
Prédio da
Indústria
J1 2,00 x 1,60/0,90
J2 2,50 x 0.80/1,56
2
2
Noroeste
Sudeste
4,40 / 85%
3,12/ 85% 15%
Sala 14
Prédio 63
9,34 x 6,19/
4,00 3
1 Nordeste
2 Sudoeste 7,23 / 85% 13%
7
Figura 4: Janelas na sala 02 do Prédio da Indústria. A primeira (J1) orientada ao noroeste e a
segunda (J2) ao sudeste.
Figura 5: Modelo das janelas da sala 14 do Prédio 63, uma orientada ao nordeste e duas ao
sudoeste.
No dia 21 de dezembro de 2011 foram realizadas as medições na sala de aula
escolhida no Prédio da Indústria e no dia seguinte, na sala 14 do Prédio 63.
Foram utilizados luxímetros LUTRON LX 1108, instrumentos lotados no
Laboratório de Conforto e Eficiência Energética da Faculdade de Arquitetura e
Urbanismo da UFPel (LabCEE). De acordo com o cálculo definido pela NBR
15.215-4 (ABNT,2004), em ambas as salas, internamente marcaram-se 25
pontos para a colocação dos aparelhos, conforme figuras 6 e 7. Em função da
disponibilidade dos equipamentos, utilizaram-se quatro instrumentos
simultaneamente, em ciclos onde um aparelho era posicionado externamente e
três internamente, na altura do plano de trabalho (76 cm). Para as medições,
de leitura instantânea, estabeleceu-se um intervalo de duas horas, iniciado às 8
horas e com término às 18 horas. Quatro pessoas trabalharam no
levantamento de dados, tomando dados de três pontos internos e de um ponto
de medição externo. Embora os dados medidos fossem fornecidos em lux, pelo
equipamento, os resultados obtidos são aqui apresentados em FLD (Fator Luz
8
Diurna), ou seja, a relação entre a iluminação natural num determinado ponto
num plano horizontal interno devido à luz recebida direta ou indiretamente da
abóbada celeste com uma distribuição de luminâncias conhecida, e a
iluminação simultânea num plano horizontal externo produzida pela abóbada
celeste totalmente desobstruída, expressa como uma percentagem (NBR
15.215-1/ABNT,2004).
Figura 6: Marcação dos pontos de medição na sala de aula do Prédio da Indústria.
Figura 7: Marcação dos pontos de medição na sala de aula do Prédio 63.
Além das medições, foram capturadas imagens do céu nos horários das
medições: 8 horas, 10 horas, 12 horas, 14 horas, 16 horas e 18 horas. No dia
9
21, o céu estava claro, com poucas nuvens. No dia seguinte, estava encoberto,
com raros períodos de sol (ver figuras 8 e 9).
Figura 8: Condição do céu no dia da medição (21/12/2011) no Prédio da Indústria.
Figura 9: Condição do céu no dia da medição (22/12/2011) no Prédio 63.
RESULTADOS E DISCUSSÃO
Os dados obtidos nas medições in loco, foram organizados em forma de
diagramas e tabelas para facilitar a sua análise e compreensão, com o intuito
de informar o percentual de contribuição de iluminação natural em cada ponto
em relação ao ponto externo. Os dados obtidos nas medições na sala de aula
do Prédio da Indústria podem ser observados nas figuras 10 e 11. Os dados
relativos ao Prédio 63 podem ser verificados na figura 12 e 13.
Figura 10: FLD às 8 e 10 h para a sala 02 do Prédio da Indústria (esquema gráfico sobre a planta baixa).
10
Figura 11: FLD às 12, 14, 16 e 18 h para a sala 02 do Prédio da Indústria (esquema gráfico sobre a planta baixa).
Figura 12: FLD às 8 e 9 h para a sala 14 do Prédio 63 (esquema gráfico sobre a planta baixa).
11
Durante a medição na sala 02 do Prédio da Indústria, a partir das 14 horas foi
necessário fechar as persianas verticais, cor bege claro, devido à grande
incidência de radiação solar, a fim de recriar uma situação real de uso neste
ambiente, e para impedir que os luxímetros recebessem insolação direta. Desta
forma, a percentagem de contribuição de iluminação natural apresentou
considerável diminuição em relação aos períodos sem a proteção da persiana
(ver tabela 3).
Também verificou-se, na sala do Prédio da Indústria, que os maiores valores
de FLD apareceram às 8 horas e às 10 horas, sendo que os pontos de maior
contribuição P22, P23, P24 e P19, estavam localizados próximos das janelas
de peitoril mais alto. Este resultado deveu-se a incidência solar nas primeiras
horas da manhã na orientação solar das janelas, voltadas ao sudeste.
Outra observação diz respeito aos pontos na região central da sala: P11, P12.
P13, P14 e P15, que contrariando o prognóstico, não apresentaram valores
Figura 13: FLD às 12, 14, 16 e 18 h para a sala 14 do Prédio 63 (esquema gráfico sobre a planta baixa).
12
baixos, e sim médios, de iluminância. Acredita-se que este fato se deu devido
à contribuição de iluminação natural proveniente da reflexão do piso de cor
branca, do teto e paredes de cor areia.
Na sala 14, do prédio 63, os pontos próximos da janela e mais próximos da
parede voltada para a fachada sudoeste, apresentaram pouca contribuição de
iluminação natural, possivelmente devido à altura do peitoril, neste caso,
considerado alto, e a baixa refletância de teto, piso e paredes. Os pontos com
pouca iluminância foram P1, P2, P3, P4, P5 e P21 (ver tabela 04). Já os pontos
próximos à janela na fachada noroeste apresentaram um percentual alto de
iluminação, principalmente pela manhã, quando o sol favorece esta situação.
Da mesma forma, que ocorreu na sala 02 do Prédio da Indústria, observamos
que os pontos centrais apresentaram uma contribuição média quando
relacionados aos valores dos pontos próximos das janelas.
Para as condições do experimento, é importante que seja salientado que a sala
14 do Prédio 63 apresenta o pé-direito alto, igual a 4,00m e teto em madeira de
cor escura; piso cimentado escurecido pelo uso contínuo de cera vermelha, e
paredes com tons de amarelo escuro na parte inferior e amarelo claro na parte
superior à 1,24 m. Acredita-se que os valores inferiores no FLD desta sala se
devem em grande parte, à baixa refletância geral dos materiais de acabamento
e pelas características da construção.
A NBR 5413 (ABNT,1992) recomenda um nível de iluminância de 300 lux para
as salas de aula. Se considerarmos as iluminâncias por classes de tarefas
visuais, a idade dos usuários inferior a 40 anos, a velocidade e precisão
importante da tarefa e a refletância do fundo da tarefa de 30 a 70%, segundo
essa mesma norma, a iluminação para áreas de trabalho para tarefas com
requisitos visuais normais, deve apresentar nível de iluminância em torno dos
300 lux. Em ambas as salas avaliadas o nível de iluminância mínimo
recomendado pela norma foi atingido através da iluminação natural, salvo em
38,33% dos pontos avaliados, onde se fez necessária a complementação do
nível de iluminação requerido, através da iluminação artificial. Dados dos níveis
de iluminância medidos em ambas as salas são apresentados nas tabelas 3 e
4.
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Tabela 3: Iluminâncias em lux, medidas na sala 02 do Prédio da Indústria
Iluminâncias em lux, medidas na sala 02 do Prédio Indústria
Pontos Horário
8hs 10hs 12hs 14hs 16hs 18hs
P01 881 1037 1073 340 1435 901
P02 1313 1796 2100 2000 2362 792
P03 711 946 1056 560 1906 1323
P04 1390 1768 2045 2787 2286 1392
P05 685 963 1213 1806 1172 909
P06 834 1217 1121 1651 1060 633
P07 1068 1251 1349 1782 1293 790
P08 900 1238 1172 1655 1378 806
P09 1061 1372 1285 1852 1341 713
P10 1074 1226 1186 1617 1772 761
P11 1103 1342 1124 1445 964 653
P12 1136 1463 1067 1523 1119 620
P13 1013 1430 1168 1416 1129 644
P14 1016 1392 1179 1546 1069 608
P15 855 1154 994 1411 997 537
P16 1116 1327 1009 1265 913 492
P17 1448 1770 1297 1379 980 540
P18 1540 1834 1264 1300 1003 590
P19 1631 1701 1295 1355 808 592
P20 1392 1564 1138 1347 721 529
P21 1366 1587 1007 1197 652 426
P22 1760 1888 1354 1364 893 503
P23 1630 1813 1242 1278 900 526
P24 1558 1612 1374 1387 897 522
P25 1150 1364 1091 1225 794 487
Iluminâncias em lux, medidas na sala 14 do Prédio 63
Pontos Horário
8hs 10hs 12hs 14hs 16hs 18hs
P01 64,9 87,1 141,5 136,6 52,1 85,8
P02 76,4 107,1 167,7 167,3 55,3 104,9
P03 82,3 90,6 116,5 121,2 46,3 69,9
P04 140,5 143,7 216,4 220,8 79,4 118,2
P05 150,3 178,9 260,6 271,8 103,7 148,5
P06 200 135,1 203,4 196,8 91,5 129,3
P07 182,7 148,4 248,2 244,3 97,5 156,6
P08 172,5 137,2 205,9 197,6 66,9 111
P09 143,7 115,6 159,3 154,2 56,4 103,3
P10 146,6 113,4 164 159 56,1 105,3
P11 150,3 92,9 133,4 131 49,9 51,3
P12 168,2 100,4 142,3 136,3 54,8 59
P13 195,3 144 201,9 182,7 67,7 71,3
P14 211,6 167,5 251,9 221,4 76,1 84,2
P15 252,3 156,6 230,1 200,6 80,9 924
P16 652 572 567 490 183,8 141,8
P17 533 524 554 491 178 122,4
P18 318 237 330,2 340,1 135,6 103,8
P19 203,5 160 235 221,8 78,7 73,2
P20 200 107,7 179,3 167,1 53,5 49,7
P21 175,7 57,3 57,3 71,8 25,37 26,51
P22 242,2 92,7 177 156 50,5 47,3
P23 500 302,4 780 668 219,9 174,1
P24 1284 992 1569 1295 479 459
P25 1988 652 926 847 288,9 344,1
Tabela 4: Iluminâncias em lux, medidas na sala 14 do Prédio 63
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CONCLUSÃO
Na comparação entre o desempenho lumínico das duas salas de aula
avaliadas, conclui-se que, com base nos resultados apresentados, a sala 02 do
Prédio da Indústria, representante da tipologia construtiva atual, apresenta
maior nível de iluminação e maior eficiência com relação ao aproveitamento da
luz natural. Entretanto, apresenta também, alguns problemas de ofuscamento,
fator amenizado pelo uso de persianas, nos momentos críticos. Já se
constatou, inclusive em trabalhos anteriores, a necessidade de dispositivos de
proteção para redução do ofuscamento e ganhos térmicos provenientes das
aberturas. Quanto maiores as aberturas, maior a contribuição de luz natural,
entretanto, também maiores poderão ser os problemas de ofuscamento,
ganhos e perdas térmicas. No presente estudo, não foi diferente.
Na sala de aula localizada na construção mais antiga, verificou-se que o peitoril
alto das janelas, talvez intencional para evitar a distração dos alunos na época
da construção (década de 20), acabou por reduzir a contribuição de luz natural
nos pontos próximos às paredes. A baixa refletância do local representada pelo
teto, piso e paredes de cores escuras, sem dúvida, não favoreceram a boa
distribuição de luz naquele ambiente escolar.
Em ambas as salas estudadas o nível de iluminância (300 lux) recomendado
pela NBR 5413 (ABNT,1992), para execução de tarefas foi atingido através da
iluminação natural, salvo em 38,33% dos pontos avaliados, onde se fez
necessária a complementação do nível de iluminação requerido, através da
iluminação artificial.
Em uma análise geral, percebe-se uma maior preocupação com as questões
ambientais nos projetos da atualidade, visto que na medida em que se
potencializa o uso da iluminação natural se reduz o consumo de energia
contribuindo com a conservação dos recursos naturais e diminuindo-se
também os gastos de dinheiro público, como no caso em questão, por tratar-se
de edifício educacional público. O máximo aproveitamento da iluminação
natural demonstra ser o melhor caminho a ser seguido para se alcançar o
conforto visual do usuário, propiciado pela necessária e correta iluminância
requerida para a acuidade visual no desenvolvimento das tarefas, que
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consequentemente aumentam o bem estar e a produtividade dos espaços
educacionais destinados à aprendizagem.
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