Iluminação Natural na Arquitetura

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ILUMINAÇÃO NATURAL 
NA ARQUITETURA
Profa. Heloisa Helena Feitosa
ILUMINAÇÃO NATURAL
Atualmente, diante do agravamento da crise
energética, é inadimissível a concepção de um projeto
arquitetônico que não considere como primeira
alternativa para as melhores soluções luminotécnicas,
a iluminação natural, seja ela lateral ou zenital.
Projetos residenciais que incorporam as
alternativas de luz natural ,chegam a alcançar a
iluminância exigida nos interiores em 80% a 90% das
horas diurnas do ano, economizando consideráveis
quantidades de energia elétrica.
BENEFÍCIOS DA ILUMINAÇÃO NATURAL
 Qualidade da Luz.
 Visão do “Lá Fora”.
 Conservação de Energia.
 Eficiência Energética (redução do consumo).
 Boa Relação Custo X Benefício.
 Benefícios Psicológicos e Fisiológicos Únicos.
 Atendimento a Exigências Humanas (BEM- ESTAR).
 Aumento da produtividade.
 Redução do absenteísmo, cansaço e fadiga visual. 
 Diminuição de erros e defeitos. 
 Manutenção da alto-estima. 
 Contribui com a sustentabilidade. 
ILUMINAÇÃO NATURAL ILUMINAÇÃO ARTIFICIAL 
Poupa energia Gasta energia 
É variável com as estações, o 
dia, a hora e a nebulosidade 
É contínua 
Precisa de aberturas na 
edificação 
Não precisa de aberturas na 
edificação 
Cor variável Cor fixa 
Varia com a latitude Não varia com a latitude 
Contato com o meio ambiente Dispensa contato com o meio 
ambiente 
Não produz nenhuma poluição Poluição indireta (na produção 
de energia elétrica) 
ILUMINAÇÃO NATURAL E ARTIFICIAL
O uso da luz natural em conjunto com a artificial em
edifícios não residenciais pode gerar mediante a
especificação correta de suas instalações e o *controle
eficiente do sistema, economias de 30% a 70%.
* Ex: Dimerização e acendimento independente
ILUMINAÇÃO NATURAL
Iluminação natural é àquela que se obtém com a luz
proveniente do sol, representada quer pelos raios
solares diretos, quer pelos raios indiretos da mesma
proveniência, mas retransmitidos pelo céu, pelas
nuvens, pela vegetação, pelos edifícios ou por outros
corpos.
O potencial de economia de energia pelo uso da luz
natural é determinado diretamente pela sua posição
geográfica, clima, entorno e características físicas do
projeto.
ILUMINAÇÃO NATURAL
Os valores de iluminância externa na maior parte do
dia excedem as quantidades exigidas para quase todas
as tarefas, inclusive para tarefas de alta precisão , que
exigem 1.500 lux. Este valor pode ser obtido até mesmo
em cidades de baixa latidude como kew,na Inglaterra,
que apresenta ao meio dia de dezembro(inverno) a
iluminância de 7.500 lux e em junho (verão) de 34.000
lux.
No Brasil, compreendido entre as latidudes de 0° e
32° Sul, esses valores chegam a 70.000 lux no meio dia
de inverno e 100.000 lux no verão, evidenciando assim
o enorme potencial do Sol como fonte de luz.
ILUMINAÇÃO NATURAL
A magnitude e distribuição da luz no ambiente 
interno depende de um conjunto de variáveis, tais 
como: 
 condições atmosféricas locais; 
 de obstruções externas; 
 do tamanho, orientação, posição e detalhes de 
projeto das aberturas; 
 das características óticas dos envidraçados; 
 do tamanho e geometria do ambiente; 
 das refletividades das superfícies internas. 
 O papel desempenhado
pela luz solar direta ou
difusa, depende da 
localidade,ou seja , da 
latitude e do clima
(nebulosidade).
ILUMINAÇÃO NATURAL
 Em regiões de baixa latitude, a luz natural 
é mais abundante e a variação das horas 
do dia ao longo do ano não apresenta
grandes variações.
 Fortaleza situa-se entre as latidudes de
3º30' e 4º30'S.
 Para melhor captação de luz,os planos verticais das 
fachadas deverão estar voltados para as regiões de céu
por onde o sol faz sua trajetória.
 No Hemisfério Sul,corresponde à meia abóbada voltada
para o norte, principalmente à partir do Trópico de 
Capricórnio(23°43ʼ S) e no Hemisfério Norte corresponde
à meia abóbada voltada para o sul, principalmente à partir
do Trópico de Câncer (23°43ʼ N).
 Para latidudes próximas do Equador, como Fortaleza, as 
orientações norte e sul recebem praticamente a mesma
quantidade de radiação solar.
 As fachadas leste e oeste recebem durante metade do 
dia luz de raios solares diretos, que pode além de causar 
ganhos térmicos, provocar ofuscamento.
ILUMINAÇÃO NATURAL
Esquema da trajetória aparente do sol para Manaus que 
possui latidude de 3°10ʼ S, semelhante à Fortaleza.
Desenho Mirian Keiko Ito Rovo
ILUMINAÇÃO NATURAL
ILUMINAÇÃO NATURAL
 As condições climáticas, o tempo e a posição geográfica
são os fatores determinantes do tipo de céu. 
 A luz do céu é mais uniforme e oscila menos ao longo do 
dia, diferentemente da luz solar direta.
 São três as condições básicas de céu, definidas pela 
norma internacional : 
CLIMAS E TIPOS DE CÉU
 Céu claro
 Céu parcialmente encoberto ( sem padronização)
 Céu encoberto
A equação para o Céu Claro CIE estabelecida em relação a 
figura abaixo, permite calcular a luminância LCL em um ponto 
arbitrário P, localizado na abóbada celeste, em função da 
posição solar e da luminância do Zenite LZCL:
CÉU CLARO
α azimute do ponto P em radianos (NESO)
αS azimute do Sol em radianos (NESO)
γ altura do ponto P em radianos
γS altura solar em radianos
ζ angulo entre o Sol e o Ponto P em radianosÂngulos para Cálculo da 
Luminância no Ponto P.
Fonte: CIE, 1995, p.5
A escala das luminâncias é crescente do 
verde para o vermelho e observa-se uma 
correspondência bastante aceitável entre as 
imagens. Cabe salientar que a luminância do 
Sol e da auréola não devem ser computados.
Figura: Céu Claro Real.
Fonte: Bruna Luz e 
Luciana Schwandner.
Figura: Céu Claro Teórico CIE.
Fonte: Ecotect, 2003.
Distribuição de 
luminâncias para 
céu encoberto
Fonte:NBR 15215-2 
CÉU CLARO
CÉU ENCOBERTO
Céu Encoberto 
Teórico CIE.
Fonte: Ecotect, 2003.
Céu Encoberto Real.
Fonte: Bruna Luz e L. Schwandner.
Para o Céu Encoberto, a equação é mais 
simples e depende apenas da luminância
do Zênite LZOC que por sua vez depende 
da posição solar.
Distribuição de luminâncias
para céu encoberto
Fonte:NBR 15215-2 
CÉU PARCIALMENTE ENCOBERTO
As diferenças
expressivas entre as 
figuras, em um 
intervalo de 2 horas, 
dão idéia das 
dificuldades em 
determinar um modelo 
adequado para este 
tipo de céu.
Céu Claro Real 12/05/200 (15h).
Fonte: Bruna Luz e Luciana 
Schwandner.
Céu Claro Real 12/05/2004 (13h).
Fonte: Bruna Luz e Luciana 
Schwandner.
Observa-se grande variação na distribuição das luminâncias, sendo
difícil encontrar parâmetros de comparação entre duas situações
com o mesmo tipo de céu.
Fortaleza ,assim
como as demais
cidades litorâneas, 
sofre influência de 
grandes massas de 
água na
disponibilidade de luz 
natural. O extenso
espelho d'água tem a 
capacidade de refletir
proporcionalmente
mais luz quando o 
Sol encontra-se em
baixos ângulos de 
altidude.
ILUMINAÇÃO NATURAL
ILUMINAÇÃO NATURAL
 As decisões mais críticas, a este respeito, são tomadas nas
etapas iniciais de projeto.
 Devem ser estabelecidas na definição de uma prioridade em
termos de exposição à luz natural, os valores de
iluminâncias e distribuição necessárias para as atividades
em cada ambiente.
 Em alguns ambientes a iluminação uniforme é mais
recomendada, em outros é desejável uma maior variação.
 Em ambientes nos quais os usuários ocupam posições fixas,
o critério deve ser diferente daqueles onde as pessoas
podem mover-se livremente na direção das aberturas ou
para longe delas.
VARIÁVEIS DO CONFORTOLUMINOSO
O ENTORNO IMEDIATO
•Normalmente, antes de 
atingir a abertura, a luz 
recebe a influência do 
próprio entorno do edifício.
•As possíveis superfícies de 
reflexão podem ser: 
obstruções (construídas ou 
naturais) ou o piso do 
entorno imediato à abertura.
RADIAÇÃO 
SOLAR
4% REFLETIDOS 
PELA SUPERFÍCIE
(CONTINENTES E 
OCEANOS)
51% RADIAÇÃO SOLAR ABSORVIDA NA SUPERFÍCIE
20% 
REFLETIDOS 
DAS NUVENS
19% 
ABSORVIDA 
PELA 
ATMOSFERA 
E PELAS 
NUVENS
30% PERDIDOS PARA O ESPAÇO 
POR REFLEXÃO E ESPALHAMENTO
25% 
RADIAÇÃ
O SOLAR 
DIRETA
26% 
RADIAÇÃO 
SOLAR 
DIFUSA
6% ESPALHADOS 
PARA O ESPAÇO 
PELA ATMOSFERA
Fonte:fisica.ufpr.br
 A iluminação solar direta acarreta uma 
grande mudança na temperatura interna, e 
muitas vezes cria situações de ofuscamento.
 A iluminação difusa reduz a quantidade de 
radiação absorvida pelas superfícies internas 
e permite uma melhor distribuição da luz.
ILUMINAÇÃO SOLAR DIRETA X DIFUSA
DISPONIBILIDADE DE LUZ NATURAL
O percentual de iluminação exterior disponível dentro de 
uma edificação é chamado de COEFICIENTE DE LUZ 
DIURNA, que está ligado às seguintes características:
 tamanho e localização das janelas;
 obstruções do céu;
 nível de transmissão de luz das vidraças;
 refletâncias interiores.
O nível total de iluminação exterior disponível depende 
das condições climáticas e da latitude. A iluminância externa 
sobre o céu claro varia conforme a estação do ano e a 
orientação.
DISPONIBILIDADE DE LUZ NATURAL
A iluminação natural no 
ambiente, é resultado das três 
variáveis: 
 CC (Componente Celeste): luz 
proveniente da abóboda 
celeste. 
 CRE (Componente de 
Reflexão Externa): luz 
proveniente das reflexões de 
obstruções externas. 
 CRI (Componentes de 
Reflexão Interna): luz 
proveniente das reflexões 
internas de piso, parede e teto. 
Fonte:Mascaró 1961, p.63
DISPONIBILIDADE DE LUZ NATURAL
A soma destas três componentes, corrigida por fatores relativos 
aos efeitos redutores produzidos pelos separadores contidos na 
abertura, tais como, transmissividade do vidro (KT), fator de 
manutenção (KM) e fator de caixilho (KC), representa o nível de 
iluminação natural num ponto do ambiente interno, conforme 
expressão: 
COMPONENTE CELESTE 
COMPONENTE DE 
RELEXÃO EXTERNA
COMPONENTE DE 
RELEXÃO INTERNA
*CIN = Contribuição de iluminação natural 
* CIN = (CC + CRE + CRI) x KT x KM x KC 
Fonte: NBR 15215 – 3, 2004
DISPONIBILIDADE DE LUZ NATURAL
Variáveis da Componente de 
Luz Diurna em um ponto 
próximo à janela.
Variáveis da Componente de Luz 
Diurna em um ponto mais 
afastado da janela.
DIRETRIZES PROJETUAIS
Cores claras para 
paredes, forros, móveis 
e máquinas aumentarão 
a reflexão da luz pelas 
superfícies interiores, 
com melhor 
aproveitamento da luz 
(natural ou artificial). 
Também haverá maior 
difusão, com suavização 
de sombras, redução de 
contrastes excessivos e 
ofuscamento.
DIRETRIZES PROJETUAIS
A adoção de diretrizes projetuais referentes ao 
aproveitamento da luz natural em projetos de arquitetura 
deve considerar os seguintes fatores:
 Procedimento de Cálculo para determinação da 
iluminação natural – NBR 15215;
 Avaliação de desempenho das edificações – NBR 15575;
 Simulações em softwares;
 Análise de dados a partir de APO (Avaliação Pós 
Ocupação);
 Referenciais bibliográficos de boas práticas de projeto.
DIRETRIZES PROJETUAIS
Tabela:Critérios sugeridos de CLD 
( sob céu encoberto).
O coeficiente de luz diurna (C.L.D) é definido como a proporção
de luz natural que chega num determinado ponto do ambiente em
relação ao total de luz natural disponível no exterior do edifício.
CLD inferior a 2%: o cômodo
parecerá escuro. Necessidade 
de luz elétrica na maior parte 
do dia.
CLD entre 2 e 5%: o cômodo
parecerá claro. Pode ser
necessário o uso de 
iluminação
elétrica.
CLD superior a 5%: o cômodo
parecerá muito iluminado.
Dependendo da t a re f a , a
iluminação artificial pode ser
desnecessária.Fonte: Manual de Arquitetura Ecológica – p. 82
DIRETRIZES PROJETUAIS
COEFICIENTE DE LUZ DIURNA: 
Iluminação Natural Lateral
*Dia típico é aquele que representa da melhor maneira as 
condições mais frequentes de nebulosidade 
COMPONENTES DA LUZ NATURAL
Condução: Espaços de luz intermediários, onde radiação solar direta é
bem-vinda, seja para o aquecimento ou pelo estímulo visual. Ex: hall,
pátios, galerias...
Controle: podem redirecionar a luz, desviando a direção dos raios solares,
podem proteger da entrada de luz solar, ou até obstruí-la. Os elementos de
controle interferem na quantidade e qualidade da luz que chega ao
ambiente. Ex: Brises, marquises, cortinas...
Passagem: superfícies transparentes ou translúcidas da edificação por
onde a luz solar passa e atinge os ambientes internos
Os componentes de passagem da luz natural podem ser do tipo LATERAIS
E/OU ZENITAIS. Ex:Janelas, portas,sheeds,clarabóias...
COMPONENTES DA LUZ NATURAL
CONDUÇÃO
COMPONENTES DA LUZ NATURAL
CONTROLE
Cortinas, brises, prateleiras de luz e demais elementos de
controle,tem como um dos objetivos evitar ou diminuir o efeito de
ofuscamento (visão direta da abóbada celeste ou contraste excessivo)
.
Os elementos interiores
de controle, tais como
as cortinas e persianas,
devem ser de material
translúcido ou de cores
claras de alta difusão
(acabamento fosco).Ministério da Educação 
e Saúde (Rio de Janeiro ). 
COMPONENTES DA LUZ NATURAL
CONTROLE
Instituto do mundo árabe -Paris 
Arquiteto: Jean Nouvel
COMPONENTES DA LUZ NATURAL
CONTROLE
COMPONENTES DA LUZ NATURAL
PASSAGEM LATERAL
COMPONENTES DA LUZ NATURAL
PASSAGEM ZENITAL
Frank Lloyd Wright, Taliesin West
ILUMINAÇÃO NATURAL
A iluminação natural no 
interior das edificações é
oriunda de aberturas 
localizadas em suas 
superfícies verticais e 
horizontais.
 Iluminação Natural 
Lateral
 Iluminação Natural 
Zenital
ILUMINAÇÃO LATERAL X ZENITAL
 A Iluminação Zenital permite uma melhor
distribuição de luz difusa no interior do ambiente,
porém depende da solução de projeto para ser
possível.
 A Iluminação Lateral dificulta o controle do
ofuscamento e ilumina apenas muito próximo à
janela, reduzindo a iluminação com a profundidade.
ILUMINAÇÃO LATERAL X ZENITAL
A escolha de iluminação lateral
ou zenital se faz com base em:
 forma e disposição da
edificação e do entorno;
 disponibilidade de captação de
luz natural nos diferentes
planos da edificação;
 tipo de tarefa visual a ser
desempenhada no ambiente;
ILUMINAÇÃO LATERAL
 Exige controle do tamanho, localização, a transmitância 
visual e as características de desempenho energético 
das vidraças.
 Exige o controle do ofuscamento, que envolve beirais e 
brises horizontais, estantes de luz internas, persianas ou 
venezianas. Controles de iluminação elétrica se tornam 
mais complexos.
 adequada para locais de trabalho próximo a paredes 
externas.
 Pouca uniformidade.
 Menor manutenção.
 Edifícios de vários pavimentos.
 Ambientes pouco profundos. 
ILUMINAÇÃO LATERAL
ILUMINAÇÃO ZENITAL
 Distribuição de níveis homogêneos de luz difusa em 
grandes áreas.
 Geralmente mais fácil de obter e requer controles 
menos complexos de iluminação elétrica.
 Exige controle quanto aos ganhos térmicos.
 maior uniformidade. 
 Custo inicial mais alto.
 Maior manutenção.
 Edifícios de um pavimento.
 Adequada para locais profundos e grandes espaços 
contínuos.ILUMINAÇÃO ZENITAL
NBR 15215-1: Estabelece os conceitos e define os termos 
relacionados com a iluminação natural e o ambiente construído, 
agrupando-os em três linhas: termos gerais, componentes de 
iluminação natural e elementos de controle.
NBR 15215-2: Estabelece os procedimentos estimativos de 
cálculo da disponibilidade da luz natural em planos horizontais e 
verticais externos, para condições de céu claro, encoberto e 
parcialmente encoberto.
NBR 15215-3: Descreve um procedimento de cálculo para a 
determinação da quantidade de luz natural incidente em um ponto 
interno num plano horizontal, através de aberturas na edificação. 
NBR 15215-4: Prescreve os métodos para a verificação 
experimental das condições de iluminância e luminância de 
ambientes internos. 
NORMAS