Em relação à iluminação natural, as avaliações técnicas ambientais (ATA) podem ser de interpretação complexa, especialmente em edifícios reais ocupados, onde é difícil controlar as condições ambientais. A avaliação de projetos de iluminação baseada apenas em instrumentos técnicos pode então ser complementada pela avaliação do comportamento e preferência dos usuários.
Embora seja recomendável configurar um monitoramento contínuo de longo prazo para entender uma fonte de luz dinâmica como luz do dia, não é possível colocar isso em prática para a maioria dos edifícios ocupados reais. Nessa perspectiva, a avaliação ambiental baseada em observadores (AABO) fornece uma conclusão satisfatória e adequada para as ATA, formando uma avaliação pós-ocupação (APO).
As AABO podem aprimorar a compreensão do espaço e da opinião e comportamento do usuário, especialmente quando poucas medições ponto no tempo estiverem disponíveis. A calculadora de estímulo circadiano (CS – circadian stimulus) fornece um coeficiente para expressar até que ponto uma determinada fonte de luz de intensidade e espectro conhecidos provoca respostas circadianas, ou seja, a supressão da secreção de melatonina.
Para as faixas de coeficiente de 0 a 0,7, considerar a supressão mínima de melatonina (0) até a supressão máxima observada (0,7), respectivamente. Embora os dados de saída sejam diferentes dos outros métodos, a calculadora CS é semelhante à planilha de Lucas na forma como os valores relativos de energia espectral importados de um arquivo .csv (descrevendo a distribuição espectral da fonte de luz) precisam ser introduzidos, ou na seleção de uma fonte de luz de uma lista com características predefinidas.
A calculadora CS funciona com incrementos de comprimento de onda de 2 nm. Os valores podem ser introduzidos na calculadora com incremento de 1 nm ou 5 nm, o que requer uma extrapolação de dados operados pela calculadora CS, respectivamente, para se adequar ao seu incremento de 2 nm. Uma diferença importante entre as duas ferramentas é a capacidade da calculadora CS compilar dados espectrais de várias fontes.
Por exemplo, o padrão de distribuição espectral (SPD) de uma luminária pré-codificada pode ser combinado com dados codificados manualmente extraídos de uma medição. Uma vez que todas as fontes de luz, combinadas com seus respectivos níveis de iluminação fotópica, sejam codificadas, os dados obtidos após o cálculo são fornecidos em três partes, juntamente com uma exibição de distribuição de energia espectral relativa correspondente a incrementos de comprimento de onda de 2 nm.
Existe uma versão online da calculadora CS que propõe uma interface mais didática da ferramenta, indicando os passos a seguir e facilitando a escolha de uma fonte de luz e a entrada manual de dados espectrais. Para a avaliação da iluminância em postos de trabalho, fazer medições em uma quantidade de pontos suficiente, para caracterizar adequadamente o plano.
Isso pode ser feito determinando-se pontos estratégicos em um ambiente, como o centro das mesas de trabalho ou pela determinação de uma malha de pontos que abranja o ambiente como um todo. Quando da determinação de uma malha, é necessária a determinação de um número mínimo de pontos a serem medidos para a caracterização da distribuição de luz em um ambiente.
Os modelos em escala reduzida são ferramentas de projeto que podem ser utilizadas para a avaliação de vários aspectos do projeto do edifício, bem como a sua forma, orientação, fachadas e, principalmente, para o estudo da iluminação natural nos espaços internos, visto que as considerações sobre a iluminação de ambientes constituem a medida mais efetiva no controle das qualidades visuais destes ambientes. Ao contrário de outros modelos físicos nos quais o comportamento do fenômeno físico (transmitância térmica, tensões estruturais, fluxo de ar, etc.) sofre distorções pelo efeito da escala, o modelo para iluminação não requer compensações em função da escala.
Como o comprimento de onda da luz visível é extremamente reduzido em comparação ao tamanho dos modelos em escala, um modelo arquitetônico que represente com fidelidade um espaço real, exposto às mesmas condições de céu e mantendo a mesma geometria e as mesmas características das superfícies, apresenta um padrão idêntico de distribuição da iluminação interna. Portanto, como a luz não sofre distorções, as medições, neste caso, têm como objetivo avaliar as condições de iluminação do ambiente ainda em fase de projeto, por meio da execução de maquetes, permitindo a adoção de sistemas de aberturas mais eficientes e uma melhor orientação dos componentes construtivos.
A NBR 15215-4 de 07/2023 – Iluminação natural – Parte 4: Verificação experimental das condições de iluminação natural interna especifica as ferramentas e as técnicas quantitativas e qualitativas, como medições e monitoramentos físicos e métodos subjetivos e interativos separados em estímulos visuais e não visuais. Os estímulos visuais abordados por esta norma consideram: a disponibilidade de luz natural; a distribuição de luz natural; a iluminação natural de objetos; a direcionalidade da luz natural; o ofuscamento; a temperatura de cor da luz natural; a modulação temporal da luz natural; a vista exterior; e os estímulos não visuais (potencial circadiano).
Esta parte apresenta os métodos relativos à verificação experimental (monitoramento) no ambiente construído com ferramentas consideradas atuais e apropriadas, podendo estas ser utilizadas em diversas situações, como avaliações de desempenho e avaliações pós-ocupação. É destinada aos profissionais do setor, por exemplo, arquitetos, projetistas de iluminação, gestores de edifícios, pesquisadores e/ou proprietários, e fornece uma estrutura para avaliar as condições de iluminação natural em ambientes internos.
A norma apresenta uma estrutura e ferramentas para avaliar ambientes e projetos de iluminação natural para edifícios residenciais e não residenciais. Ela apresenta um conjunto de ferramentas quantitativas e qualitativas: medições físicas e monitoramento, bem como métodos subjetivos e interativos.
A sua estrutura aborda aspectos relativos aos estímulos visuais e não visuais e aspectos relativos ao comportamento e à preferência dos usuários. Pode-se apresentar a tabela abaixo que traz as etapas possíveis de serem realizadas quando de um levantamento in loco juntamente com a sua descrição.
A etapa 1 e envolve o estabelecimento do objetivo do monitoramento estabelece o foco do monitoramento e a identificação das estratégias a serem usadas para a avaliação. O objetivo do monitoramento pode ser o cumprimento de normas ou certificações, a verificação da efetividade de melhorias implementadas, o atendimento às necessidades visuais e de conforto visual, ou o estabelecimento de comparações com simulações computacionais (ver NBR 15215-3).
A etapa 2 estabelece o tipo de espaço a ser avaliado e que tipo de acesso é necessário para a realização do monitoramento. De forma geral, uma investigação preliminar do local é necessária para coletar informações sobre o tipo de espaço a ser monitorado. A seleção do espaço depende também do contexto, das características de construção e ocupação, dos aspectos que são objeto de investigação, bem como de questões pragmáticas como acessibilidade e capacidade de funcionamento.
Para alguns estudos de caso, pode ser necessário dividir o espaço em diferentes zonas de iluminação. Como exemplo, grandes escritórios de planta livre têm características distintas de iluminação ao longo do perímetro do edifício versus a área central. Nesse cenário, é mais adequado monitorar as duas zonas separadamente e identificar problemas de desempenho característicos de cada zona.
Em alguns casos, pode ser útil monitorar mais de um espaço para analisar, por exemplo, o desempenho em diferentes condições de iluminação, devido à orientação e às configurações espaciais. A etapa 3 abrange monitoramento realizado para escolher ferramentas adequadas, levando em conta o espaço a ser investigado e os recursos disponíveis (pessoal, equipamento e tempo). No desenvolvimento de um escopo de monitoramento, é importante primeiro priorizar o foco e o nível de monitoramento desejado para cada um dos aspectos (de básico a abrangente) e esforço (incluindo tempo e recursos disponíveis).
Os resultados das etapas 1 a 3 auxiliam na determinação das ferramentas mais indicadas para o monitoramento. As ferramentas de monitoramento são apresentadas na Seção 10). Na etapa 4, as medições podem ser contínuas, ponto no tempo, ou ambas. As medidas ponto no tempo são feitas em dias e horários específicos e as medidas longitudinais (contínuas) são registradas continuamente em um período prolongado (por exemplo, semana, mês ou ano).
As medidas ponto no tempo caracterizam as condições em um determinado momento no tempo (instantâneo). Quando tomadas em períodos significativos do dia, de forma que o ângulo solar esteja no seu nível mais baixo e/ou mais alto durante o horário de ocupação (por exemplo, 9:00, 12:00 e 15:00), as medidas podem indicar problemas de desempenho nessa hora do dia.
Os dias de céu típicos devem ser definidos, dependendo do objetivo de monitoramento (por exemplo, verificar o desempenho de sistemas de controle ligados à luz direta). As medidas devem ser feitas em horários que forneçam diferentes condições de iluminação natural do ambiente durante o dia (por exemplo, durante a manhã e à tarde para aberturas laterais voltadas para leste ou oeste, ou nos horários de maior e menor iluminação em ambientes para o norte e sul, ou ainda sob diferentes condições de céu).
As medições contínuas são mais abrangentes e precisas na caracterização do desempenho geral da instalação, porque as variações e a duração da iluminação ao longo do(s) dia(s) podem identificar os períodos específicos em que ocorram problemas de desempenho. Da mesma forma, as medidas longitudinais devem ser tomadas a partir da determinação de uma malha de pontos ou em posições de tarefa durante o horário de trabalho e por no mínimo um dia, mas idealmente em um período de uma semana ou mais, durante períodos significativos do ano, conforme o clima e o uso da edificação.
Como as medidas abrangem uma ampla gama de situação, a equipe de monitoramento deve planejar minuciosamente o monitoramento para que abranja tanto os casos de maior ocorrência quanto as condições extremas de operação, como risco de ofuscamento e posições suscetíveis, escurecimento da luz do dia, etc. A equipe de monitoramento também pode considerar a execução de simulações computacionais de luz natural complementares à medição como forma de verificação. Esta abordagem deve ser considerada quando o espaço não for de fácil acesso.
A etapa 5 envolve a instrumentação e, para a medição de grandezas fotométricas, são utilizados fotômetros, que são instrumentos que possuem um sensor fotométrico para medição de radiação visível (luz). Recomenda-se o uso de aparelhos cuja resposta espectral apresente um erro máximo de 6%, em relação à sensibilidade do olho humano. Recomenda-se o uso de sensores de silício.
Os luxímetros são instrumentos para medição de iluminância que consistem em um sensor fotométrico, geralmente de silício ou selênio, com um filtro de correção óptica, conectado a um circuito de tratamento do sinal (linearização e amplificação) com um visor digital ou analógico. Os luminancímetros são os instrumentos para medição de luminâncias que consistem essencialmente nos mesmos elementos que os luxímetros, mas com a adição de elementos óticos (lentes) apropriados para captar o brilho de objetos contidos em um determinado ângulo sólido e medir a intensidade luminosa proveniente deste ângulo sólido.
A resolução ótica dos luminancímetros varia de 20° (95 msr) a 1/3° (26,5 μsr). Recomenda-se o uso de instrumentos com resolução menor ou igual a 1° (239 μsr) de ângulo sólido. Para a dimensão dos sensores, as medições das condições internas de iluminação, verificadas por meio de sensores fotométricos, caracterizam condições pontuais de iluminação. Portanto, as fotocélulas devem ter as menores dimensões possíveis.
Recomenda-se, para modelos arquitetônicos em escala reduzida, que não sejam utilizados sensores maiores do que 0,03 m² na escala do modelo. Os sensores circulares não podem ter diâmetro superior a 20 cm na escala do modelo.
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