tese 28,3 mb

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Agradecimentos

Em primeiro lugar gostaria de agradecer ao meu orientador Prof. Doutor Manuel Correia

Guedes, por ter aceite a orientao desta dissertao e por todo o apoio e motivao

constantes que me proporcionou no seu decorrer.

Agradeo ao Arquitecto Lus Calixto pela sua simpatia, disponibildade e preciosa ajuda no

software Ecotect.

Finalmente, agradeo aos meus pais, ao meu irmo, aos meus amigos mais prximos e ao

meu namorado pelo apoio incondicional e encorajamento em todos os momentos.

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Resumo

A recente consciencializao de que a energia de origem em combustveis fsseis usada nos

edifcios por sistemas de Iluminao Artificial contribui significativamente para a poluio

ambiental global, potenciou o interesse pela iluminao natural.

Com efeito, a questo ambiental juntamente com a importncia da Iluminao Natural no bem

estar fsico e psicolgico humano, resultaram numa incluso da ltima no projecto de qualquer

espao arquitectnico de valor. Essa incluso deve ser feita logo na fase inicial do projecto de

arquitectura, onde a influncia do arquitecto no impacte ambiental do edifcio maior.

O principal objectivo da presente dissertao consiste em estudar diferentes estratgias de

Iluminao Natural e suas ferramentas de optimizao, aplicando-as a trs casos de estudo.

Assim, com o intuito de alcanar recomendaes de projecto que optimizem a iluminao

natural em salas de projecto e que consigam responder s suas necessidades visuais

especficas, sem contudo comprometer o equilbrio trmico do edifcio, procede-se ao estudo

comparativo dos sistemas de iluminao presentes nos trs casos de estudo.

O estudo comparativo das condies lumnicas e trmicas existentes em cada sala de projecto

e do projecto de optimizao, feito atravs de medies fsicas, inquritos aos alunos e

professores, registos fotogrficos e simulaes por software (Ecotect e LT).

Aps dois captulos de investigao terica e um de estudo prtico de casos, foi possvel reunir

uma srie de estratgias optimizadoras da iluminao natural numa sala de projecto de

arquitectura, que se revelaram essenciais no alcance do conforto visual e trmico dos seus

ocupantes e na performance ambiental do edifcio.

Palavras-Chave: Arquitectura Bioclamtica, Estratgias de Iluminao Natural, Impacte

Ambiental, Conforto visual, Conforto trmico

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Abstract

The recent awareness that the energy originated from fossil fuels used for artificial lighting

contributes to the pollution of the environment, together with the importance of Natural Lighting

in the human physical and psychological well-being, result in the need for the inclusion of the

latter in the design of any architectural space. This inclusion should be made in the early states

of the architectural project.

Designing a Faculty of Architecture requires Natural Lighting as an essencial premise. In fact,

drawing and modeling, two common activities performed inside these schools, are tasks with

great visual acuity needs.

The main purpose of this thesis consists in studying different design strategis for Natural

Lighting and optimization tools, applying them to three case-studies. Thus, the goal is reaching

project recommendations which optimize natural lighting in project classrooms managing to

respond to visual needs without forgetting the thermal performance of the building.

The comparative study of the existing lighting and thermal conditions of each project classroom

and the optimization project consists of physical measurements, student and teachers surveys,

photographs and computer simulations (Ecotect e LT).

After two chapters of theoretical investigation and one of case study analisys, it was possible to

gather design strategies which optimize the natural lighting in a classroom, which revealed to be

essential in the visual and thermal comfort of its users and in the environmental performance of

the building.

Keywords: Bioclimatic Architecture, Strategies for Natural Lighting, Environmental Impact,

Visual Comfort, Thermal Comfort

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ndice

Agradecimentos ............................................................................................................................ 1

Resumo .......................................................................................................................................... 2

Abstract ......................................................................................................................................... 3

ndice ............................................................................................................................................. 4

ndice de Figuras ........................................................................................................................... 6

ndice de Tabelas ......................................................................................................................... 15

Introduo ................................................................................................................................... 16

1. Iluminao Natural e a Arquitectura ....................................................................................... 18

1.1 Histria da Iluminao Natural na Arquitectura ............................................................... 18

1.2. Histria e evoluo da Iluminao Natural na Arquitectura Escolar ............................... 22

2. Sistemas de Iluminao Natural .............................................................................................. 25

2.1. A cincia da luz ................................................................................................................. 25

2.1.1. A Luz Solar ................................................................................................................. 25

2.1.2. Percepo da Luz ....................................................................................................... 26

2.1.3. Medio da Luz.......................................................................................................... 28

2.1.3.1. Medio da Luz Natural ..................................................................................... 30

2.1.3.2. Medio da Luz Artificial .................................................................................... 33

2.2. Dispositivos de Iluminao Natural .................................................................................. 35

2.2.1. Sistemas de Iluminao lateral.................................................................................. 40

2.2.1.1. Dispositivos de controlo solar ............................................................................ 44

2.2.2. Sistemas de Iluminao zenital ................................................................................. 47

2.2.2.1. Dispositivos de controlo solar zenital ................................................................ 51

2.3. Dispositivos de Iluminao Natural Avanados ............................................................... 56

2.3.1. Dispositivos de Optimizao da iluminao lateral................................................... 56

2.3.2. Dispositivos de Optimizao da iluminao zenital .................................................. 63

2.4. Articulao com desempenho trmico ............................................................................ 68

3. Casos de estudo ...................................................................................................................... 70

3.1. Objectivos ......................................................................................................................... 70

3.2. Metodologia ..................................................................................................................... 71

3.3. Descrio dos casos de estudo ......................................................................................... 77

3.4. Anlise de resultados ....................................................................................................... 84

5

3.4.1. Medies ................................................................................................................... 84

3.4.2. Inquritos .................................................................................................................. 89

3.4.3. Simulaes ................................................................................................................. 94

3.4.4. Sumrio dos resultados ........................................................................................... 117

4. Recomendaes de projecto ................................................................................................. 119

Bibliografia ................................................................................................................................ 124

Anexos ........................................................................................................................................... A

Anexo A Tabelas Directrizes ................................................................................................... B

Anexo B Resultados das Medies ......................................................................................... D

Anexo C Simulaes Ecotect..............................................................