Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Produção. / Made available in DSpace on 2012-10-17T14:03:42Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2014-09-25T16:12:31Z : No. of bitstreams: 1 185405.pdf: 29883971 bytes, checksum: b368153171dc7d5d0eccc21612b557c1 (MD5) / A luz natural foi muito importante para a compreensão e definição do espaço e execução de tarefas, segurança e salubridade, chegando a ser condição fundamental para projetos de edificações, desde o início da civilização humana. Através dos tempos e devido a muitos fatores, a luz natural chegou a ser um problema a ser solucionado, ou pelo ganho térmico, ou pelo ofuscamento, ou ainda pelo grande contraste entre áreas mais e menos iluminadas. Embora tenha sido, por vezes, desprezada, atualmente há a necessidade do resgate do valor da luz natural, por causa da ecologia, economia e salubridade, muito importante quanto é verificado grande aumento da área e da altura das cidades, aumentando quase que desordenadamente a densidade construída na área urbanizada, o que prejudica ainda mais a penetração da luz solar nos ambientes.

Orientador: Paulo Sergio Scarazzato / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo / Made available in DSpace on 2018-08-07T10:08:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ciampini_Flavia_M.pdf: 46784073 bytes, checksum: e6d43d6ef27616aa1ae3ce6f61745be3 (MD5) Previous issue date: 2005 / Resumo: A importância desta pesquisa reside na avaliação quantitativa de diferentes dispositivos de iluminação natural, disponíveis no mercado internacional, mediante a aquisição das iluminâncias obtidas através de ensaios em protótipos. Este trabalho foi realizado com objetivo de verificar se a aplicação destes sistemas, restritos a sistemas de iluminação lateral, no território nacional trariam de fato alguma vantagem para as edificações, no sentido de otimizar a iluminação natural obtida em ambientes profundos, em território brasileiro. As medições foram realizadas sob condição de céu real na cidade de Campinas, SP. A dissertação é composta por três etapas. A primeira, traz uma revisão dos princípios básicos necessários para o estudo das tecnologias utilizadas. Em seguida são apresentados alguns dispositivos de iluminação natural no cenário internacional, identificando suas características e os princípios físicos que determinam seu funcionamento. Na segunda etapa, mediante utilização de planilhas eletrônicas, determinou-se, para cada painel, a posição e o desenho mais adequados à latitude de Campinas para fachada norte. De acordo com estas especificações foram solicitados, no exterior, os painéis aos fabricantes. Na terceira fase, com um sistema de medição de iluminâncias, criado especialmente para esta tarefa, foram registradas as iluminâncias obtidas no interior de quatro protótipos, construídos na Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP) utilizando-se os 12 diferentes painéis doados por universidades e empresas estrangeiras. Os painéis de iluminação natural foram acoplados à abertura dos protótipos, localizada na fachada norte. As iluminâncias obtidas com cada painel foram registradas de 8:00 as 18:00, de março a julho. Para que todos os painéis fossem medidos com condições de sol semelhantes foi realizado um rodízio de forma que a cada quatro dias todos os painéis foram acoplados aos protótipos e suas iluminâncias medidas ao longo do dia. Os dados são tratados de forma a obter valores médios mensais das iluminâncias, em função da profundidade do ambiente, onde foram realizadas as medições para dias claros, encobertos e parcialmente encobertos. A partir da comparação dos dados obtidos experimentalmente procurou-se estabelecer quais dos dispositivos estudados, iluminam o ambiente de forma otimizada em relação a um vidro comum de 3mm, criando uma iluminação mais homogênea ou conseguindo iluminâncias maiores no fundo do ambiente. O estudo mostrou que todos os dispositivos poderiam facilmente ser adaptados ao clima luminoso de Campinas, para fachada norte, no entanto cada um destes dispositivos tem as suas limitações e vantagens. Por fim uma solução ótima para alcançar um aproveitamento otimizado da luz natural dentro dos espaços, de acordo com os dispositivos estudados é sugerido na conclusão do trabalho / Abstract: The importance of this research relies on the quantitative evaluation of different daylighting devices, available in the international market, by means of acquiring the iIIuminance through models. This work was accomplished with objective of verifying the application of these systems, restricted to lateral iIIumination in national territory, if they would bring in fact some advantage for buildings, in the sense of optimizing the daylighting obtained in deep rooms, in Brazilian territory. The measurement has been made under real sky condition in the city of Campinas, SP. This thesis is composed of three stages. The first, brings a revision of the basic principies necessary for the study of the technologies used. Soon afterwards these daylighting devices in the international scene are presented, identifying their characteristics and the physical principies that determine its operation. In the second stage, by use of electronic spreadsheets, it was determined for each panel, the position and the most appropriate drawing for the latitude of Campinas for a North façade. In agreement with these specifications the panels were requested abroad from their manufacturers. In the third phase, with an iIIuminance measurement system, especially created for this task, the iIIuminance inside four prototypes were acquired, built in the State University of Campinas (UNICAMP), using the 12 different panels donated by universities and foreign companies. The daylinghting panels were coupled to the opening of the prototypes, located in the north façade. The illuminance obtained with each of these panels was registered from 8:00 to 18:00, from March to July. So that all of the panels were measured with the similar sun conditions so that every four days all of the panels were coupled to the prototypes and their iIIuminance measured during the day. The data are treated to get monthly average values of the illuminances, as a function of the depth of the environment, where the measurements were accomplished for clear, partially cloudy and cloudy days. From the comparison of these data we establish which of the studied devices can achieve a better performance if compared with a standard clear glass panel, and which can obtain a homogeneous iIIumination or greater iIIuminances along the deep of the room. The study showed that all the devices could easily be adapted to the luminous climate of Campinas, for the north façade, however each one of these devices has their limitations and advantages. Finally a new solution is suggested to reach an optimized exploitation of daylight in interior spaces, in agreement with the results obtained in the conclusion of this work / Mestrado / Edificações / Mestre em Engenharia Civil

O presente trabalho procura sistematizar o estudo sobre aproveitamento máximo da luz natural por meio do uso de um elemento da arquitetura passiva, a prateleira de luz (lightshelf), visando à redução do consumo de energia elétrica em iluminação artificial de salas de aula. Este tipo de elemento de proteção solar, colocado na parte superior da janela, favorece a distribuição e o controle da luz diurna e da luminância excessiva, proporcionando uma melhor percepção visual, quando houver quantidade e qualidade de luz suficiente. A partir do modelo reduzido de uma sala de aula pré-determinada do Centro Federal de Educação Tecnológica do Paraná, Unidade de Curitiba, foram testadas experimentalmente várias situações com as prateleiras de luz. A metodologia utilizada abrange as seguintes etapas: medições dos níveis de iluminamento com luxímetros digitais, em pontos pré-fixados no interior do modelo em escala reduzida da sala de aula; simulação das condições de exposição ao Sol, considerando diversos períodos do dia e épocas do ano por meio do uso de Relógio de Sol; análise de situações diversas do uso das prateleiras de luz; tabulação e análise dos resultados. Estas medições foram realizadas em três fases: (1) um pré-teste, com a finalidade de testar a maquete e o método proposto; (2) medições com as prateleiras de luz planas, cujos resultados foram comparados com algumas situações simuladas pelo computador, realizadas com a ajuda dos softwares ECOTECT e RADIANCE; (3) foram propostos novos tipos de prateleiras - côncava, convexa, côncava/convexa, e prateleiras planas com inclinação de 25°. As melhores configurações para estes novos tipos de prateleiras foram estudadas com o auxílio do software AUTOCAD 2002. Como resultado, observou-se que a prateleira de luz pode proporcionar iluminação natural mais uniforme, diminuindo o ofuscamento existente próximo às janelas, contribuindo para o melhoramento do balanço do brilho do espaço. Observou-se também que, com os tipos de prateleiras estudados no AUTOCAD 2002, houve um aumento da iluminação nos pontos mais distantes da janela. De acordo com os resultados obtidos, pode-se comprovar que o Sol pode ser usado como fonte de luz, desde que seja controlado por sistemas de iluminação natural bem projetados. / The purpose of the present dissertation is to organize systematically the study of adequate use of daylight by means of an element of passive architecture, the lightshelf, aiming at reducing electric energy consumption for artificial lighting in classrooms. This kind of solar shading element, placed at the upper part of a window, provides daylight control and its distribution, promoting a better visual perception, once there is sufficient daylight, qualitatively and quantitatively. Using a scale-model of a chosen classroom of the Centro Federal de Educação Tecnológica do Paraná, Curitiba, different situations were tested with a lightshelf. The used method comprehends following steps: illuminance measurements with digital luxmeters, in prefixed points inside the scale-model; simulation of solar exposition conditions, considering different periods of the day and of the year using sundials; analysis of different situations of lightshelves; data tabulation and analysis. These measurements were carried out in three phases: (1) a pre-test, aiming at testing the procedure; (2) measurements with horizontal lightshelves, comparing results with computer simulations with ECOTECT and RADIANCE; (3) innovative lightshelf types were proposed – concave, convex, concave/convex, and horizontal lightshelves with 25° tilt. Best configurations were studied graphically, with AUTOCAD 2002. As a result, it was noticed that the lightshelf might provide daylight more uniformly, reducing glare close to the window. Also, it was observed that with the innovative lightshelves, from the AUTOCAD study, there was even a daylight increase in the most distant points from the windows. According to the results, it can be proved that the direct sunlight may be used as a light source, once it is controlled by well-projected daylight systems.

Submitted by Cássio da Cruz Nogueira (cassionogueirakk@gmail.com) on 2017-05-26T11:42:12Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_TecnicasAvaliacaoDesempenho.pdf: 5495157 bytes, checksum: 1ad80fe06302b1e430a6eb831d85f154 (MD5) / Approved for entry into archive by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2017-06-05T12:27:04Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_TecnicasAvaliacaoDesempenho.pdf: 5495157 bytes, checksum: 1ad80fe06302b1e430a6eb831d85f154 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-05T12:27:04Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_TecnicasAvaliacaoDesempenho.pdf: 5495157 bytes, checksum: 1ad80fe06302b1e430a6eb831d85f154 (MD5) Previous issue date: 2013-09-27 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Ao utilizar um sistema voltado ao aproveitamento de luz natural em uma região de clima quente e úmido, com elevado número de horas de insolação e alta intensidade de radiação solar, este sistema necessita ser avaliado quanto aos seus efeitos sobre o desempenho térmico e lumínico do ambiente, para que promovam seu potencial de aproveitamento de forma controlada e adequada. Busca-se realizar uma análise de desempenho, mais especificamente um refinamento sucessivo no entendimento de processos metodológicos para avaliação do incremento dos ganhos de calor oriundos da utilização de sistemas de prateleira de luz voltados ao clima quente úmido. Desenvolve-se estudos comparativos de eficiência entre sistemas sem proteção e com proteção tipo brise tradicional seja por meio de cálculo dos ganhos de calor solar através do método CSTB (adaptado por Frota e Schiffer), simulações de níveis de iluminâncias internas (RELUX 2006), variação de temperaturas internas (ECOTEC v.2) e, medições sob condição de céu real, com modelos em escala reduzida. Desenvolveu-se a mensuração de temperatura do ar, temperatura de globo e iluminâncias internas e externas, utilizando-se data loggers, para cálculo do coeficiente de luz diurna (CLD), imageamento térmico infravermelho no monitoramento das temperaturas superficiais internas e externas. Quanto ao tratamento de dados por curva de regressão buscou-se avaliar o potencial para assegurar a acurácia das medições entre equipamentos e tratamento de dados. A partir dos resultados observou-se os sistemas obtiveram desempenho muito semelhante, porém com alguns indicativos importantes quanto aos níveis de iluminâncias internas. Nota-se que o método CSTB adaptado (Frota e Schiffer), analisa as proteções solares como se fossem iguais, pois analiticamente apresentam ângulos de mascaramento idênticos gerando uma redução de 40,14% da carga térmica da fachada norte onde são aplicados os sistemas. As simulações computacionais indicam que a prateleira de luz ao centro do ambiente tem potencial para elevar sensivelmente os níveis de iluminância, com relação ao brise tradicional - indicativo de potencial de para estudos futuros. As temperaturas internas geraram valores muito próximos entre prateleira de luz e brise, inconclusivas quanto diferencial de aquecimento. Os estudos em infravermelho demonstram-se eficientes na identificação de ganhos de calor por rebatimento de energia térmica pelas placas de brise e prateleira de luz. As medições de iluminâncias internas demonstraram que a prateleira de luz elevou os níveis significativamente, próximos à janela, ao fundo do ambiente apresentou diferença de 500lux para mais com relação ao brise tradicional, tal fato evidenciou-se apenas entre 11h à 13h30min. O CLD indicou que a disponibilidade de luz no centro do ambiente é maior com prateleira de luz do que com brise soleil tradicional, ao fundo os dois tem desempenho muito próximos. / When using a daylight system in a hot and humid climate region, with a elevated number of hours of insolation and high intensity of solar radiation, it is mandatory to evaluated the effects on the thermal performance and environmental luminosity, to identify their potential for use in a controlled and appropriate manner. The aim is to carry out a performance analysis, but more specifically ensure a critic and carefull approach to methodology for assessing the increase of heat, light gains -in hot and humid climate-, through fenestrations with shading protection systems, the comparative studies of efficiency where done to compared systems with and without shading protection through the calculation of solar heat gains using the CSTB method (adapted by Frota e Schiffer), internal illuminance levels where done with computer simulations (RELUX 2006), variation of internal temperatures (ECOTEC v.2) and measurements under real sky condition, with reduced scale models, air temperature measurement, globe temperature and internal and external illuminance, using data loggers, for calculating the daylight coefficient (CLD), infrared thermal imaging to monitor the internal and external surface temperatures. Processing data with auxiliary of regression curves where used to ensure the accuracy of the measurements and identify the quality of the equipment and data refinement. Where verified as results that the systems had very similar performance, but with some relative indicative differences levels for internal illuminance. The shading method analyses shown similar analytical angle generated by the solar protections adopted the prototypes, offering a 40.14% reduction on the thermal load for the north façade. The simulations indicate that the proposed lightshelf could reveal potencial for luminance levels improvements at the center portion of the environment when compared to the tradicional shading device, indicative of potential for future studies. The internal temperature measurements generated very close values between the shelf and the traditional light shading device, what was not enough to demonstrate differential heating. Studies in infrared shown to be efficient to identify surfaces temperatures conditions as thermal energy – heat gains -, drived inside by the boards of the shading device and the lightshelf. For the light shelf the internal illuminance measurements showed significantly increased levels near the window, and at the more inner illuminance measurement point presented an difference of 500lux , this specifically occurred regarding the traditional shading device only 11:00 to 13:30. The DLF – Day Light Factor - indicated that the availability of light in the environment of the center position of the prototype is higher with light shelf than with the traditional shading device and in the more inner illuminance measurement point both indicate mostly similar performances.