Daylight is renewable energy and abundant source. When used to balance the entrance of daylight and heat load within the room, brings benefits as the reduction in energy consumption. In commercial buildings lighting and air conditioning are responsible for larger proportion of final energy consumption. These buildings have great potential to reduce this consumption through balanced daylighting and air conditioning, avoiding waste. To find this balance, the computational simulation programs have been presented as a good alternative to estimate the consumption of an integrated way. This study aimed to evaluate the influence of daylighting in reducing the consumption of electric energy, whereas also, the use of air conditioning for models based on commercial buildings in Maceió. For this evaluation three models of different proportions, with a focus on depth and two sizes of different apertures were simulated in programs EnergyPlus and TropLux. In a first stage illuminances useful generated by computational simulations were evaluated where also the laminated reflective glass was used. In a second stage, the consumptions of daylighting and air conditioning were simulated integrated, considering a system of artificial lighting control. According to the analyzes were observed the illuminances useful are found in higher concentration in models with larger apertures, with lower depth and in points located closer to apertures. In the simulation integrated, the highest percentages of economy vary according to the PJFs, being considerable influence of heat load generated by the system of artificial lighting. Therefore, in the face of the cases studied, natural lighting can contribute significantly to reduce the consumption of electric energy, being important the existence of instruments which indicate guidelines for the use of daylighting in commercial buildings. / A luz natural é uma fonte de energia renovável e abundante. Quando utilizada visando equilibrar a entrada de luz natural e de carga térmica dentro do ambiente traz benefícios como a redução no consumo de energia. Em edificações comerciais a iluminação e o condicionamento de ar são responsáveis pela maior parcela do consumo final de energia. Estas edificações têm grande potencial de reduzir este consumo através da utilização balanceada da iluminação natural e do condicionamento de ar, evitando assim, desperdícios. Para encontrar este equilíbrio, o uso de programas de simulação computacional tem se apresentado como uma boa alternativa para estimar este consumo de forma integrada. Este trabalho tem como objetivo avaliar a influência da iluminação natural na redução do consumo de energia elétrica, considerando também a utilização do condicionamento de ar para modelos baseados em edifícios comerciais da cidade de Maceió. Para esta avaliação foram simulados no programas TropLux e EnergyPlus três modelos de proporções diferenciadas com enfoque na profundidade e dois tamanhos de aberturas diferentes. Foram avaliadas em uma primeira etapa as iluminâncias úteis geradas pelas simulações computacionais quando da utilização de vidro laminado refletivo. E numa segunda etapa foram simulados os consumos integrados, da iluminação natural e do condicionamento de ar considerando, para isso, um sistema de controle de iluminação artificial. A partir destas análises observou-se que as iluminâncias úteis são encontradas em maior concentração nos modelos com aberturas maiores, com menor profundidade e nos pontos localizados mais próximos a abertura. Na simulação integrada, nota-se que os maiores percentuais de economia variam em função dos PJFs, sendo também considerável a influência da carga térmica gerada pelo sistema de iluminação artificial. Portanto, observa-se que diante dos casos estudados a iluminação natural pode contribuir significativamente na redução do consumo de energia elétrica, sendo importante a existência de instrumentos que apontem diretrizes para a utilização da iluminação natural em edifícios comerciais.

The development of the urban space has a great impact on daylight availability. Urban design can improve the use of daylight in buildings. Climatic conditions influence the availability of daylight considerably and should be taken into account by Urban Codes. In the humid tropic, the sky factor may decrease due to the use of the solar protection. That has been the main parameter to control the influence of obstructions on daylighting of buildings. This loss can be compensated by the considerable availability of reflect light. The present work aims to analyse the influence of the reflect light on luminous performance of buildings in the humid tropic. It was evaluated the efficacy of the sky factor parameter, the influence of opening orientation and the contribution of the reflect light on ground and obstructions. The methodology is a comparative study for different urban space models by computer simulation with TropLux. The simulations were done for Maceió-AL with partly cloudy sky. Results showed a great contribution of the reflect light for tropical daylighting. The use of sky factor parameter showed more effective when used together with opening orientation. More appropriate approach for Daylighting Code in the humid tropic should pay more attention to reflected light on the ground and obstructions as well as to opening orientation. This work aims to contribute in some way to create urban design guidelines that help designers and planners to develop urban models that allow a proper use of daylight in the humid tropic. / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A construção do espaço urbano é uma atividade de grande impacto sobre a disponibilidade de luz natural. O desenho urbano pode conduzir a cidade a um maior aproveitamento da luz natural pelas edificações. Por outro lado as condições climáticas influenciam a disponibilidade dessa luz, devendo ser levadas em consideração pelos instrumentos normativos que condicionam o desenho da cidade. No trópico úmido, as proteções solares utilizadas para sombrear as aberturas podem reduzir consideravelmente o fator de céu, que tem sido o principal parâmetro para controlar a influência do entorno construído na iluminação natural. Esse efeito pode ser compensado pela disponibilidade considerável de luz refletida. O presente trabalho tem por objetivo analisar a influência do entorno construído e da luz refletida para a iluminação natural de edificações no trópico úmido, avaliando a eficácia do parâmetro fator de céu, a influência da orientação da abertura e a contribuição percentual da luz refletida pelo entorno. A metodologia adotada consiste em um estudo comparativo de diferentes modelos de entorno, através de simulações computacionais com o programa TropLux. As simulações adotaram a localização da cidade de Maceió-AL e o céu parcialmente nublado. Os resultados mostraram uma grande contribuição da luz refletida para a iluminação das edificações. O uso do parâmetro fator de céu para estimar o desempenho dos modelos mostrou-se mais eficaz quando utilizado em conjunto com a orientação da abertura. A partir dos resultados concluiu-se que uma abordagem mais adequada ao trópico úmido, para a definição de instrumentos normativos, deve dar atenção especial às refletâncias do entorno e à orientação das aberturas. Espera-se com isso contribuir para formar diretrizes de desenho urbano que orientem projetistas e planejadores no desenvolvimento de modelos urbanos que propiciem um aproveitamento adequado da luz natural no trópico úmido.

The use of daylight brings many advantages, as a better quality lighting, psychophysiological benefits and the outside view. In addition, it minimizes the use of artificial lighting and it contributes to the recent interest in energy efficiency. But, despite the daylight s availability existing in Brazil, especially in its Northeast, and despite the great number of daylighting simulation tools, the concern with its optimization hardly takes part on the inicial design of buidings. This thesis is embedded within this context and it aims to analyze and compare the lighting performance between classrooms, trying to support daylighting in these environments. With the TropLux, the simulation of a standard classroom in the city of Aracaju, state of Sergipe, designated Geometry 1, the simulation of some changes in its characteristics, designated Geometries 2 and 3, and the simulation of new geometries with daylighting systems, designated Geometries 4 and 5, were proceeded. In both cases, the CIE Sky types 1 (overcast), 10 (partly cloudy) and 14 (clear) were considered. To analyze the lighting performance of these geometries, it was created isocurves graphics with percentages of illuminances inside the interval 300 lx < E < 2000 lx. From these isocurves graphics, different behaviours of the geometries under the Sky types analyzed were observed. To compare its performances, the average of illuminance s average, the average of the illuminance s percentages inside the interval above and the maximum and minimum values of the illuminance s average were calculated. These values evidence that isolated interventions in the standard classroom (Geometry 1), like increasing the ceiling reflectance (Geometry 2) or adopting a dropped ceiling plan (Geometry 3), does not contribute with the lighting performance s improvement in the illuminance`s interval considered. Nevertheless, they evidence na evolution in the lighting performance of Geometry 5 in relation to the standard classroom (Geometry 1). / O uso da luz natural traz diversas vantagens, dentre as quais destacam-se uma melhor qualidade da iluminação, benefícios psicofisiológicos e o contato com o meio exterior. Além disso, reduz o uso dos sistemas de iluminação artificial, contribuindo com o recente interesse pela eficiência energética. Mas, apesar da disponibilidade de luz natural existente no Brasil, especialmente na sua região Nordeste, e da existência de ferramentas de simulação computacional da luz natural, a preocupação com a sua otimização dificilmente faz parte da fase inicial de projeto das edificações. É dentro desse contexto que o presente trabalho está inserido, com o objetivo de analisar e comparar o desempenho luminoso entre salas de aula, tentando favorecer o uso da luz natural nesses ambientes. Utilizando-se o TropLux, procedeu-se à simulação de uma sala de aula padrão da cidade de Aracaju, no estado de Sergipe, designada Geometria 1, e de duas salas com alterações de algumas de suas características, designadas Geometrias 2 e 3, além de duas novas geometrias contendo elementos de controle e redirecionamento da luz natural, designadas Geometrias 4 e 5. Em ambos os casos foram considerados os céus CIE 1 (encoberto), 10 (parcialmente encoberto) e 14 (claro). Para a análise do desempenho luminoso das geometrias foram gerados gráficos de isocurvas contendo os percentuais de iluminâncias dentro do intervalo 300 lx < E < 2000 lx. A partir deles, observou-se os diferentes comportamentos das geometrias sob os tipos de céu analisados. Para a comparação entre os seus desempenhos, foram calculadas a média das iluminâncias médias, a média dos percentuais de iluminâncias dentro do intervalo proposto e os valores máximo e mínimo das iluminâncias médias. Tais valores demonstram que intervenções isoladas na sala de aula em estudo (Geometria 1), como o aumento da refletância do teto (Geometria 2) ou a inclusão de um teto rebaixado plano (Geometria 3), não trazem melhorias em relação ao seu desempenho luminoso dentro do intervalo de iluminâncias considerado. Apesar disso, sugerem uma evolução no desempenho luminoso da Geometria 5 em relação à sala de aula em estudo (Geometria 1).

Light is one of the most important elements for seizure of the architectural space and can be considered the most valuable resource by the architect, responsible for biological effects, psychological and human visual system. You can also reduce the use of artificial lighting systems, contributing to the growing global awareness of the depletion of natural resources of the planet. However, its use in architecture should be made based on criteria in order to optimize its benefits. Thus, the light shelf can be used as a daylighting control element, which reduces the direct incidence of sunlight, can more evenly distribute light within the room. Using computer simulation software TropLux proceeded to the simulation of a basic room with no light shelf and weather data for the city of Maceio. From there, nine other rooms were created with light shelf and each received a different reflectance configuration of 0.9, 0.7 and 0.5, ranging from diffuse, specular and mixed. the values were compared between the standard room and the other as well as between the points of the same depth between the different rooms in order to establish which setting has allowed a better light performance. As a result, we arrived at the conclusion that the use of light shelf to fully diffuse surface, provided a greater uniformity in the distribution of natural lighting within the environment in comparison to the use of mixed or specular surfaces. The light shelves with reflectance of 0.5 in comparison to others, showed better uniformity of illuminance. / A luz é um dos mais importantes elementos para apreensão do espaço arquitetônico e pode ser considerado o recurso mais valioso pelo arquiteto, sendo responsável por efeitos biológicos, psicológicos e visual do homem. Pode ainda reduzir o uso de sistemas artificiais de iluminação, contribuindo com a crescente conscientização mundial do esgotamento de recursos naturais do planeta. Entretanto, seu uso na arquitetura deve ser feito a partir de critérios, de modo a otimizar seus benefícios. Nesse sentido, a prateleira de luz pode ser usada como um elemento de controle da iluminação natural que permite reduzir a incidência de radiação solar direta, podendo distribuir mais uniformemente a luz dentro do ambiente. Utilizando o software de simulação computacional TropLux, procedeu‐se a simulação de uma sala base sem prateleira de luz e com dados climáticos para a cidade de Maceió. A partir daí, foram criadas outras nove salas com prateleira de luz e cada uma delas recebeu uma configuração diferente com refletância de 0,9, 0,7 e 0,5, variando entre difusa, especular e mista. Foram comparados os valores entre a sala padrão e as demais, bem como entre os pontos de mesma profundidade entre as diferentes salas a fim de estabelecer qual configuração permitiu um melhor desempenho luminoso. Como resultados, chegou‐se à conclusão que a utilização da prateleira de luz com superfície totalmente difusa, proporcionou uma maior uniformidade na distribuição da iluminação natural no interior do ambiente em comparação à utilização de superfícies especulares ou mistas. As prateleiras de luz com refletância de 0,5 em comparação as demais, foram as que melhor distribuíram e uniformizaram a luz natural.

This present dissertation focuses on the study of the daylight performance produced by the use of Bow Window in the residential sector. The system Bow Window is a simply designed window facing outward from the façade. Moreover this architectural element is influenced by a multitude of cultural trends and imported from various parts of the world. Nowadays in Chile the use of such windows has been largely used, regardless of the climatic aspects. Similarly, in Brazil, these architectural elements been used in the same way. The investigation has considered the Bow Window as a space in between more likely as a intermedium space, therefore the focus of this research project is to contribute to the daylight performance of the above named spaces. The methodology used involves the comparative study between Bow Window and simple window in dwellings in two cities; Maceió, Brazil and Valparaíso, Chile. In addition to this, the methodology includes the analysis of vertical and horizontal solar protection.The study was carried out using software as the main tool TropLux. The base case was a room model including Bow Window in its configuration. From the results can be concluded that the Bow Window contribute to the daylight uniformity within the model, due it can decrease the high iluminance in the closest areas near to the studied window when compared with a standard window. Furthermore, the horizontal and vertical sun protections applied to Bow Window have shown to be useful to decrease the high daylight levels, particularly in the areas with higher solar radiation according to the Bow Window orientation and hourly transition. / Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Alagoas / A presente pesquisa estuda a influência luminosa produzida no uso da Janela em Sacada em habitações. A "Janela em Sacada" é um tipo de janela saliente da fachada, de desenho sensível à influência dos movimentos culturais. Este espaço de vidro foi importado pelos diversos lugares no mundo. Na atualidade, no caso de Chile, seu uso tem sido intenso e indiscriminado, produzindo um elemento arquitetônico que desconsidera os aspectos climáticos. No entanto, no caso de Brasil, também vêm sendo utilizadas algumas configurações similares destes espaços de transição. O objetivo principal deste trabalho é contribuir para o estudo dos espaços de transição, por meio da análise do desempenho luminoso da Janela em Sacada . A metodologia utilizada consiste em um estudo comparativo do desempenho luminoso entre uma Janela em Sacada e janelas simples, para as cidades de Maceió, Brasil e Valparaíso, Chile; incluindo a utilização de protetores solares verticais e horizontais. As simulações realizam-se por meio de simulação computacional através do software TropLux, utilizando-se um modelo padrão de sala que inclui a Janela em Sacada em sua configuração. Dos resultados e análise, pode-se concluir que a Janela em Sacada contribui com um maior ganho da iluminação nos ambientes, esta janela diminui o desempenho luminoso comparado com uma janela simples, até um 18%, principalmente na área perto da abertura, o que poderia contribuir com uma maior uniformidade luminosa na sala. Em relação a uma janela simples com beiral, a Janela em Sacada aumentará os níveis de iluminâncias, em até um 13%; contribuição gerada pela influência do plano inferior desta janela, que atua como elemento refletor. E, o uso de protetores solares na configuração desta janela, ajuda a diminuir, em até 50%, os altos níveis de iluminação das áreas com maior radiação, segundo a orientação e hora do dia.

Light is one of the most important elements for seizure of the architectural space and can be considered the most valuable resource by the architect, responsible for biological effects, psychological and human visual system. You can also reduce the use of artificial lighting systems, contributing to the growing global awareness of the depletion of natural resources of the planet. However, its use in architecture should be made based on criteria in order to optimize its benefits. Thus, the light shelf can be used as a daylighting control element, which reduces the direct incidence of sunlight, can more evenly distribute light within the room. Using computer simulation software TropLux proceeded to the simulation of a basic room with no light shelf and weather data for the city of Maceio. From there, nine other rooms were created with light shelf and each received a different reflectance configuration of 0.9, 0.7 and 0.5, ranging from diffuse, specular and mixed. the values were compared between the standard room and the other as well as between the points of the same depth between the different rooms in order to establish which setting has allowed a better light performance. As a result, we arrived at the conclusion that the use of light shelf to fully diffuse surface, provided a greater uniformity in the distribution of natural lighting within the environment in comparison to the use of mixed or specular surfaces. The light shelves with reflectance of 0.5 in comparison to others, showed better uniformity of illuminance. / A luz é um dos mais importantes elementos para apreensão do espaço arquitetônico e pode ser considerado o recurso mais valioso pelo arquiteto, sendo responsável por efeitos biológicos, psicológicos e visual do homem. Pode ainda reduzir o uso de sistemas artificiais de iluminação, contribuindo com a crescente conscientização mundial do esgotamento de recursos naturais do planeta. Entretanto, seu uso na arquitetura deve ser feito a partir de critérios, de modo a otimizar seus benefícios. Nesse sentido, a prateleira de luz pode ser usada como um elemento de controle da iluminação natural que permite reduzir a incidência de radiação solar direta, podendo distribuir mais uniformemente a luz dentro do ambiente. Utilizando o software de simulação computacional TropLux, procedeu‐se a simulação de uma sala base sem prateleira de luz e com dados climáticos para a cidade de Maceió. A partir daí, foram criadas outras nove salas com prateleira de luz e cada uma delas recebeu uma configuração diferente com refletância de 0,9, 0,7 e 0,5, variando entre difusa, especular e mista. Foram comparados os valores entre a sala padrão e as demais, bem como entre os pontos de mesma profundidade entre as diferentes salas a fim de estabelecer qual configuração permitiu um melhor desempenho luminoso. Como resultados, chegou‐se à conclusão que a utilização da prateleira de luz com superfície totalmente difusa, proporcionou uma maior uniformidade na distribuição da iluminação natural no interior do ambiente em comparação à utilização de superfícies especulares ou mistas. As prateleiras de luz com refletância de 0,5 em comparação as demais, foram as que melhor distribuíram e uniformizaram a luz natural.