Estudos de caso soluções iluminação natural Arquitetura

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NATAL, RN - 2022.2
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L U M Í N I C O
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Centro universitário FACEX - UNIFACEX 
Curso: Arquitetura e Urbanismo 
Disciplina: ESD Conforto Ambiental II 
Prof.: Felipe F Monteiro 
Aluna: Vitória Regina Marques de Oliveira
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Apresentar projetos com soluções
projetuais para promover principalmente
estratégias de iluminação natural, mas
também sombreamento e ventilação
natural aplicados a projetos hospitalares e
projetos de edifícios comerciais. Para isso
foram elencados os edifícios: Hospital
Sarah Kubitschek no Rio de Janeiro,
Hospital Sarah Kubitschek em Salvador e o
Beijing Greenland Center.
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João Filgueiras Lima, o Lelé se destaca como um arquiteto que aplicacava
em obras suas estratégias de ventilação e iluminação natural. Ele
integrava princípios funcional, econônicos e ambientais, alcançando
redução de custos da obra, como também menor gasto com energia
elétrico, ao mesmo tempo em que projetava espaço agradável e mais
humanizado (LUKANTCHUKI, 2010). Por esses motivos, para fins desssa
pesquisa aqui será abordado o grande destaque da produção arquitetônica
de Lelé, os hospitais da Rede Sara, considerados verdadeiros exemplos de
arquitetura bioclimática, entre eles o hospital do Rio de Janeiro (figura 1)
e o hospital de Salvador (figura 2).
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Figura 1. Hospital Sarahdo Rio de Janeiro, acervo
CTRS (2008).
Figura 2. Hospital Sarahdo de Salvador,
acervo CTRS (2008).
O primeiro projeto apresentado nessa pesquisa é complexo hospitalar
do Rio de Janeiro, este conta com aproximadamente 55.000m². Uma
obra marcada pela racionalização e industrialização, feita com um
sistema pré-fabricado misto de estrutura metálica e vedação em
argamassa armada (LUKANTCHUKI, 2010). Como as temperaturas da
cidade em que o edifício estar localizado ao longo do ano são
predominantemente altas, a melhor estratégia foi a adoção de
ventilação natural, tanto para reduzir temperaturas, quanto para o
conforto térmico e menor gasto energético.
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O Hospital Sarah Rio é um importante exemplo da interação forma,
função e climatologia. O resultado da interação entre as tecnologias de
construção com a sensibilidade do arquiteto evidencia-se,
principalmente na relação entre a implantação do edifício e o uso de
elementos técnicos, conseguindo através da priorização do clima local,
aliar a característica de conforto ambiental a um resultado plástico
harmonioso. Percebe-se no decorrer das obras de Lelé que os shed’s
para as suas criações deixam de ser apenas um elemento técnico para
se transformarem em um princípio indutor da forma do edifício,
definindo sua volumetria, sua cobertura e os grandes pés-direitos.
Figura 3. Hospital Sarahdo Rio de Janeiro, acervo CTRS (2008).
Os sheds são
elementos
arquitetônicos que
têm uma presença
marcante em todos os
hospitais da Rede
Sarah; além do valor
estético, eles dão
unidade ao conjunto e
caracterizam a
linguagem
arquitetônica de toda
a Rede. (PERÉN, 1996,
p. 162) 
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O grande destaque desse hospital são as coberturas. Os sheds (figura 5)
são compostos por telhas e forros de alumínio, formando entre eles uma
camada de ar de 15 cm de espessura. A cobertura é desconectada do
restante da estrutura e independente dos espaços internos, formando 
 um grande espaço de ar ventilado. Entre a cobertura externa em 
sheds e os ambientes internos, têm-se forros basculantes e arcos
retráteis. Entre os sheds e os tetos móveis, existe um grande espaço de
ar ventilado de cerca de 4 m que funciona como uma proteção térmica. 
Além disso, a localização das aberturas dos sheds em lados opostos 
– barlavento e sotavento - permite a renovação contínua do ar, 
 evitando nesse espaço o acúmulo de ar quente. Além da grande
camada de ar, tem-se também o uso da manta de bidim e a 
 pintura da cobertura na cor branca. 
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Figura 5. Representação esquemática dos sheds, acervo CTRS (2008).
 
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A ventilação e o conforto térmico dos ambientes são feito por três
diferentes métodos. A primeira é uma ventilação natural realizada
exclusivamente pelos basculantes do teto (figura 6). A segunda é a
ventilação natural forçada (figura 7), feita através de dutos que
insuflam para os ambientes internos, e é captado por unidades fancoil
localizadas não pavimento técnico. Uma terceira opção é o
insuflamento de ar frigorífico através dos mesmos dutos da alternativa
anterior, impulsionado por unidades fancoil , que passar uma receber
circulação de água gelada produzido na central frigorígena, também
localizada sem pavimento técnico. Nesse caso, os basculantes e como
aberturas dos tetos são fechadas através de sistema motorizado
acionado por interruptores ou controle remoto (MONTERO, 2006;
LUKIANTCHUKI, 2010).
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Figura 6. Iluminação zenital na circulação do
hospital. Fonte: Museu da Casa Brasileira
Figura 7. Sheds com esquema de entrada da
iluminação natural. Fonte: Museu da Casa
Brasileira 
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O projeto possui um sistema de iluminação natural para todas as áreas, com
exceção do centro cirúrgico e das salas de equipamentos, cuja necessidade
de iluminação uniforme e direcional, entre outras razões técnicas, necessita
do uso de luz artificial. A presença de um sistema de iluminação zenital
(Figura 8) revela a intenção do autor do projeto em lançar mão de um
melhor aproveitamento da iluminação natural na edificação ao mesmo
tempo em que controla a sua incidência em horários e quantidades
conforme a necessidade. As fachadas voltadas para o sentido Leste-Oeste
vêm corroborar com este máximo de aproveitamento de iluminação visto
que foram utilizados grandes beirais objetivando proteger as aberturas de
grandes vãos de janelas. Os espaços compreendidos entre os forros e as
coberturas, com distâncias que variam entre 4,00 e 8,00m, compõem, num
só tempo, um grande colchão de ar ventilado e um difusor da luz solar que
penetra pelos ―sheds‖ (Figura 9).
Figura 8. Iluminação zenital na circulação do
hospital. Fonte: Museu da Casa Brasileira
Figura 9. Sheds com esquema de entrada da
iluminação natural. Fonte: Museu da Casa
Brasileira
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O arquiteto Lelé tira partido da funcionalidade, da estética e da técnica
em suas obras, fazendo o edifício se relacionar com o entorno de forma
simbiótica. Além de buscar uma relação direta entre o edifício e a
natureza, ele também incorpora a arte aos ambientes (figura 10),
entendendo que ela constitui o conceito de qualidade espacial que deve
permear as instituições de saúde centrada no bem-estar dos usuários.
Observa-se no Hospital Sarah Salvador a presença de painéis pré-
moldados (figura 11) com elementosartísticos geométricos e coloridos,
que são utilizados para delimitar diversas áreas, criando um cenário
agradável nos percursos.
Todos os Hospitais Sarah desenvolvidos por Lelé adotam os mesmos
princípios básicos inerentes à sua concepção arquitetônica. Sua
programação arquitetônica foi planejada de acordo com princípios como
a racionalidade construtiva e funcionalidade. Com relação à humanização
dos espaços, percebe-se a adoção da sustentabilidade e a aplicação do
conforto ambiental à arquitetura – acústico, térmico.
Figura 10. Fachada Hospital Sarah de
Salvador, Vitruvius (2022).
Figura 11. Painéis internos Hospital Sarah de
Salvador, Vitruvius (2022).
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Quanto aos aspectos formais, tem-se um elemento que dá forma ao
projeto: um shed metálico curvo (figura 12 e 13), de grandes e diferentes
extensões, e repetidos em dezenas de linhas paralelas. Suas únicas
variações, além do formato padrão, são uma gerada por um maior vão da
estrutura de aço que o sustenta, repercutindo na maior dimensão do shed;
e outra criada pelo fechamento do shed a partir da continuidade da sua
curva, quando não há a necessidade de ventilação.
Já a funcionalidade preconizada por Lelé está diretamente relacionada à
eficiência energética do edifício. Termo até então pouco enfatizado à
época, a obra analisada pode ser considerada sustentável. O hospital
passa longe da contradição existente em EAS, que em vez de promover a
saúde, causa danos ao meio ambiente, prejudicando a mesma, a médio e
longo prazo para a população circunvizinha.
Figura 13. Shed Hospiltal Sarah de Salvador, Vitruvius (2022).
Figura 12. Corte do projeto do Hospital Sarah de Salvador, Vitruvius (2022).
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A cobertura é marcada pelo o uso dos sheds (figura14). Seguindo a
meticulosa preocupação de Lelé com a qualidade do ar no interior da
unidade de saúde, o arquiteto cria sheds com abertura em posição
contrária aos ventos predominantes. Dessa maneira, é possível expulsar
o ar quente da área interna do hospital através dessas grandes
estruturas que funcionam como uma espécie de exaustor e auxiliam na
renovação do ar. 
Às aberturas dos sheds são acrescentadas a cada certa distância
testeiras verticais pintadas de amarelo, que prolongam a coberta curva,
e entre elas são dispostas fileiras paralelas de brises horizontais. Desse
modo, os ambientes internos ficam resguardados dos raios diretos do
sol. O fechamento interno da abertura é feito por dois módulos verticais
de esquadrias: o inferior é, em geral, uma veneziana metálica, e o
superior, uma basculante de vidro. Porém, em certos ambientes, ambos
módulos são basculantes de vidro, permitindo a completa interrupção
da ventilação, mas sem privar o espaço de iluminação.
Figura 15. Corte do projeto Hospital Sarah de Salvador, Vitruvius (2022)
A extrema qualidade
da construção se
confunde nessa obra
com sua indissolúvel
relação com a arte.
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Ressalta-se a existência, neste hospital, de uma das marcantes propostas
de Lelé para a Rede Sarah: as galerias de ventilação (Figura 15). Essas
estruturas subterrâneas, que possuem 5 quilômetros de extensão,
consistem em uma espécie de túnel de captação de ar com um
funcionamento bastante preciso. Ao entrar nas galerias, o ar passa por
diversas cortinas de água, auxiliando a reduzir, em até 2 graus celsius, a
temperatura no interior do hospital. Sua estrutura é como uma grande
contenção que recebe manutenção frequente, permitindo que o sistema
renove e higienize o ar constantemente, contribuindo para a redução dos
índices de infecção hospitalar.
O ar frio, transportado nessas galerias, chega aos ambientes através de
dutos verticais com grelhas metálicas (Figura 16). Esse ar empurra o ar
quente do ambiente, que é expelido através dos sheds localizados na
cobertura. Cabe ainda enfatizar que as galerias também funcionam como
passagem para os cabeamentos e instalações de grandes equipamentos
do hospital, chegando em cada ambiente através do piso.
Figura 15. Galerias de Ventilação, Vitruvius
(2022).
Figura 16. Duto vertical de ventilação natural,
Vitruvius (2022).
A valorização do espaço aberto e a conexão com o meio exterior para
regulação do ritmo circadiano são fatores especialmente relevantes na
condição de acamado, que são muito bem trabalhados por Lelé. A
previsão de espaços verdes possibilitando exercícios ao ar livre próximos
aos leitos, a iluminação e ventilação natural controlável, colaboram não
somente para a recuperação e conforto do paciente, mas também para a
redução dos custos da atenção à saúde, podendo reduzir o tempo de
internação pelo papel terapêutico do espaço e os custos de manutenção
da edificação.
Outro ponto importante é a região onde está localizado o edifício, esta é
densamente arborizada e faz parte de um “pulmão verde”, de certa forma,
o local ainda se encontra preservado, sem a presença de edificações
verticalizadas no seu entorno imediato, de modo a bloquearem a
frequência dos ventos dominantes e a iluminação natural em todo o
complexo. O bosque natural associado ao paisagismo proposto pelo
conjunto da obra são elementos que contribuem para as práticas
terapêuticas de cura dos pacientes.
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Figura 17. Área de reabilitação através da
hidroterapia, Vitruvius (2022).
Figura 18. Circulação, Vitruvius (2022).
É importante pontuar que as referidas soluções arquitetônicas só se
tornaram possíveis devido ao grande terreno onde o edifício hospitalar
foi implementado, favorecendo o desenvolvimento do partido
horizontal, qualidade defendida por Lelé, com aberturas,
acessibilidade, visadas, paisagismo, ventilação e iluminação natural
muito bem explorados. 
A valorização do espaço aberto e a conexão com o meio exterior para
regulação do ritmo circadiano são fatores especialmente relevantes na
condição de acamado, que também são muito bem trabalhados por
Lelé. A previsão de espaços verdes possibilitando exercícios ao ar livre
próximos aos leitos, a iluminação e ventilação natural controlável,
colaboram não somente para a recuperação e conforto do paciente,
mas também para a redução dos custos da atenção à saúde, podendo
reduzir o tempo de internação pelo papel terapêutico do espaço e os
custos de manutenção da edificação.
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Figura 19. Varanda descoberta interligada
às enfermarias. Vitruvius (2022).
Figura 19. Área de reabilitação através da
hidroterapia. Vitruvius (2022).
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Esse aspecto é claramente evidenciado na área destinada à internação
do Hospital Sarah Salvador, que prioriza a criação de enfermarias
conectadas diretamente a uma extensa varanda descoberta (figura 19)
composta por árvores e bancos de concreto pré-moldado, permitindo
uma maior relação entre os pacientes e aplicando o conceito de que a
promoção do contato com a natureza auxilia o processo de reabilitação
de maneira mais acelerada.
Há também a presença dos jardins
(figura 20) no projeto do Hospital
Sarah Salvador, este é mais um item
que comprova a genialidade do
arquiteto Lelé. O Hospital Sarah
Salvador,por meio de suas varandas
descobertas, pátios ajardinados e
caminhos para a circulação pelas
alamedas arborizadas é um modelo de
hospital que oferece ambientes que
podem ser considerados jardins
terapêuticos ou jardins de cura,
elemento indispensável na arquitetura
hospitalar contemporânea. 
Figura 20 .Relação da circulação
interna com a vegetação. Vitruvius
(2022).
Beijing Greenland Center é um edifício referencial e altamente
sustentável de uso misto, a torre de 260 metros de altura e 55 pavimentos
prioriza a sustentabilidade e eficiência. Foi revestida por uma fachada
envidraçada prismática trapezoidal que gera um auto-sombreamento para
melhorar o desempenho ambiental do edifício.
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Figura 21. Beijing Greenland Center. SOM (2016).
A equipe de projeto buscou criar uma torre elegante e chamativa por
meio da exploração da interação entre formas simples, luz e sombra.
Em resposta aos céus nublados de Pequim, a torre captura e reflete luz
natural para animar o bairro que a rodeia. O edifício é habilitado a
múltiplos programas - escritórios e apartamentos - e conecta-se a um
anexo comercial de vários pavimentos. O design procurou criar uma
torre elegante e atraente, explorando as interações entre forma
simples, luz e sombra. O padrão fascinante da fachada é formado pela
técnica de escultura de baixo relevo: a função de módulos trapezoidais
isósceles funcionando como prismas, capturando a luz e refratando-a
para criar um jogo de luzes e sombras. A pele trapezoidal aumenta o
rendimento do edifício, proporcionando um auto-sombreamento com
economia de energia em todas as faces.
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Figura 22. Beijing Greenland Center. Arch daily (2016).
https://www.archdaily.com.br/br/tag/pequim
Este edifício conta com uma fachada completamente espelhada, o que
permite que os raios solares incidam por todo o edifício. Além disso, o
edifício também reflete a luz, iluminando os arredores e fazendo com
que ele não aqueça ao longo do dia e se mantenha confortável sempre.
Conforme a luz incide sobre o edifício, cria um jogo de luz e sombra
que faz com que o prédio se destaque. Isso também o torna mais
sustentável, pois a luz natural é capaz de iluminar muito bem as
diferentes salas que a construção abriga. A fachada diferenciada
também ajuda a manter a iluminação mais controlada, tornando-a mais
eficiente e agradável.
O projeto visa alcançar uma redução de 30% no uso de energia e
consumo de água em comparação com a linha de base, utilizando
recursos sustentáveis, como um sistema de automação predial de
controle digital direto, uma roda de recuperação de calor, bombas de
velocidade variável para aquecimento e resfriamento e um
economizador para resfriamento evaporativo.
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Figura 23. Beijing Greenland Center. Arch daily (2016).
A torre é revestida por uma intrincada cortina de vidro trapezoidal que
cria uma textura tecida de luz e sombra. Os módulos de vidro repetidos
ondulam, proporcionando auto-sombreamento que melhora o
desempenho ambiental do edifício.
Um edifício comercial flanqueia a torre, apresentando um átrio central
e grandes painéis de vidro translúcido, retilíneos, que preenchem o
espaço com luz natural. Camadas de zonas de plantio formam espaços
calmos e acolhedores para interação ao redor do centro, com uma
variedade de espécies de plantas que produzirão uma variedade de
cores e texturas ao longo das estações.
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Figura 24. Beijing Greenland Center.
Arch daily (2016).
Figura 25. Beijing Greenland Center.
Arch daily (2016).
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REFERÊNC IAS
https://www.researchgate.net/publication/340254783_QUALIDADE_DO_AR_
E_VENTILACAO_NATURAL_NO_AMBIENTE_HOSPITALAR_-
_O_EXEMPLO_DO_EDIFICIO_SARAH_KUBITSCHEK_NO_RIO_DE_JANEIRO
http://projedata.grupoprojetar.ct.ufrn.br/dspace/bitstream/handle/1234567
89/793/172.pdf?sequence=1
https://www.archdaily.com.br/br/01-36653/classicos-da-arquitetura-
hospital-sarah-kubitschek-salvador-joao-filgueiras-lima-lele
https://vitruvius.com.br/revistas/read/arquiteturismo/15.178e179/8430
https://www.som.com/projects/beijing-greenland-center/
https://www.archdaily.com.br/br/800068/beijing-greenland-center-som
https://casatres.arq.br/5-projetos-de-aproveitamento-de-luz-natural-na-
arquitetura-corporativa/
https://igsmag.com/features/beijing-greenland-center-som-2/
https://casatres.arq.br/5-projetos-de-aproveitamento-de-luz-natural-na-arquitetura-corporativa/
https://casatres.arq.br/5-projetos-de-aproveitamento-de-luz-natural-na-arquitetura-corporativa/
https://casatres.arq.br/5-projetos-de-aproveitamento-de-luz-natural-na-arquitetura-corporativa/
https://casatres.arq.br/5-projetos-de-aproveitamento-de-luz-natural-na-arquitetura-corporativa/