1. ILUMINAÇÃO NATURAL DE EDIFÍCIOS
Conforto visual e introdução ao projecto
António Moret Rodrigues
IST

2. EXIGÊNCIAS I
As exigências de conforto visual podem ser
encaradas em 2 planos:
-
No estritamente fisiológico, que decorre da
necessidade de garantir a satisfação do órgão do
sentido visual (olhos) na execução das diversas
tarefas;
-
No plano psicológico, que decorre do assumir
as melhores relações mútuas entre o homem e o
ambiente que o cerca (exigências de aspecto).

3. EXIGÊNCIAS II
Os edifícios devem assegurar as exigências de
conforto visual nos dois planos referidos,
podendo fazer recurso:
- quer à iluminação natural, que tem origem no sol
e, portanto, é o meio por excelência para
cumprir a função durante pelo menos uma parte
do dia;
- quer pela iluminação artificial, quando a luz
natural não existe (noite), ou é insuficiente (dia).

4. GRANDEZAS I
Energia radiante (Q) é a quantidade de radiação
electromagnética recebida ou emitida por um corpo.
A fracção que cai no domínio visível do espectro
electromagnético designa-se por Energia luminosa.
ESPECTRO
ELECTROMAGNÉTICO

5. GRANDEZAS II
Fluxo luminoso (φ) é a potência da fracção
visível da radiação electromagnética emitida ou
recebida por um corpo:
dQ
φ=
(lm)
Unidades – lumen (lm)
dt

6. GRANDEZAS III
No caso geral, uma fonte luminosa não emite a
luz de maneira idêntica em todas as direcções
do espaço.
Intensidade luminosa (I), referida a uma dada
direcção, é o quociente entre o fluxo luminoso
gerado por uma fonte, num cone contendo a
direcção pretendida, e o ângulo sólido desse
cone:
φ
I=
ω
(cd)
Unidades – candela (cd)
ω

7. GRANDEZAS IV
O ângulo sólido ( ω ) é uma grandeza
tridimensional que está para o espaço assim
como o ângulo está para o plano.
ω
2
KS
ω
S
ω= 2
R
(sr)
Unidades: esteradiano (sr)

8. GRANDEZAS V
A iluminância (E), ou iluminação, é o fluxo
luminoso incidente numa superfície, por
unidade de área dessa superfície:
φ (lux)
E=
S
I
E= 2
d
I cos(α)
E=
2
d
Unidades – lumen/m2 = lux

9. GRANDEZAS VI
Na figura, a superfície iluminada S é vista na direcção
indicada tal que a superfície aparente Sa faz um ângulo
α com S.
A luminância (L) é dada pela razão entre a intensidade
luminosa e a área da
I
(cd/m2)
superfície aparente: L =
S cos (α )

10. COR E REFLEXÃO I
Cada cor é um conjunto de radiações com um
comprimento de onda bem determinado.
A luz produz uma impressão de claridade nos
olhos. No entanto, a sensibilidade dos olhos
varia com cada cor.
A contribuição de
todas as cores produz
a impressão de luz
branca (luz do sol).

11. COR E REFLEXÃO II
É a reflexão do fluxo luminoso que estimula os
nossos olhos.
A reflectância dá a % do fluxo luminoso que é
reflectida na direcção do observador para dar ao
objecto o seu brilho físico (luminância) e cor.
Um material tem a cor da luz que ele reflecte
com maior intensidade.
Um objecto diz-se vermelho
quando ao receber luz branca
absorve os raios luminosos de
todas as cores menos os vermelhos

12. CONFORTO VISUAL I
No plano fisiológico, o conforto visual é obtido
com a reunião de um conjunto de condições, num
determinado ambiente, que permitam às pessoas
desenvolver as suas tarefas visuais com o máximo
de acuidade e precisão visual, nesse ambiente.
Essas condições dirigem-se ao sentido da
percepção visual, que depende, nomeadamente, da:
- Sensibilidade ao contraste;
- Acuidade visual;
- Possibilidade de encadeamento.

13. CONFORTO VISUAL II
A sensibilidade ao contraste mede a aptidão de
perceber a diferença de luminâncias de duas superfícies
contíguas.
Sendo L0 e La, respectivamente, as luminâncias de duas
superfícies, sendo a primeira o pormenor e a segunda o
seu fundo, designa-se contraste C a relação:
La
L0
Lo − La
C=
La
EFEITO
DISTINTO
FORTE
DRAMÁTICO
CONTRASTE
10
30
100

14. CONFORTO VISUAL III
A acuidade visual é a aptidão do olho em
distinguir pormenores. É definida em termos do
ângulo visual, em minutos (1º = 60’) , contido nos
extremos do menor pormenor perceptível:
1
a=
α
Uma boa legibilidade do pormenor exige um
ângulo de 1’ de arco, isto é, um elemento com 1
cm pode ser distinguido a 33 m.

15. CONFORTO VISUAL IV
A possibilidade de encadeamento resulta da
ocorrência de grandes diferenças de contraste
entre a área da tarefa e a circunvizinha, o que é
prejudicial para os ambientes, principalmente
de trabalho.
A ocorrência de grandes diferenças de
contraste resultam normalmente de: reflexos,
focos de luz e sombras existentes no campo
visual.

16. CONFORTO VISUAL V
No plano psicológico do conforto visual, a cor
desempenha um papel importante através de
diferentes tipos de sensações subjectivas,
nomeadamente: Efeito de Distância,
Temperatura, Afectividade Psicológica.
Cor
Efeito de Distância
Efeito da
Temperatura
Efeito Psíquico
Azul
Afastamento
Frio
Calmante
Verde
Afastamento
Frio a Neutro
Muito Calmante
Vermelho Aproximação
Quente
Muito Estimulante e
Cansativo
Laranja Muita Aproximação
Amarelo Aproximação
Muito Quente
Excitante
Muito Quente
Excitante
Castanho
Muita Aproximação e
Neutro
Claustrofobia
Violeta Muita Aproximação
Frio
Excitante
Agressivo, Cansativo e
Deprimente

17. RECOMENDAÇÕES I
A fixação de exigências no conforto visual
defronta-se com algumas dificuldades: em regra,
não podendo actuar directamente sobre os
factores referidos da percepção visual, procura
influenciar esses factores indirectamente,
através da luminância do fundo (fixando-se
assim níveis globais de iluminação e
recomendando-se valores para as reflectâncias
de fundo).

18. RECOMENDAÇÕES II
ILUMINAÇÃO
Tipos de locais e actividades
Acessos e circulações
Espaços técnicos
Iluminação geral e ambiente
Trabalho oficinal
Leitura intermitente
Leitura prolongada (estudo)
Desenho gráfico, trabalho de precisão
Níveis de iluminação
(lux)
30-50
60-100
15-200
350-400
300-500
500-700
700-1000
Natural
Artificial
Geral
Localizada
Combinada

19. RECOMENDAÇÕES III
REFLECTÂNCIAS DE FUNDO
Reflectividade
de tectos: ρ > 0.6 (de preferência entre 0.8 e 0.9);
do chão: ρ < 0.3 (toda a zona abaixo do plano de trabalho;
das paredes: ρ > 0.5 (maior se existirem janelas)

20. RECOMENDAÇÕES IV
Para além destas recomendações, há ainda a
necessidade de fazer referência a outros factores,
que são de difícil quantificação, como:
- níveis máximos de incomodidade;
- estabilidade de luz e contrastes luminosos;
- necessidades de obscurecimento;
- participação da iluminação natural.

21. RECOMENDAÇÕES V
As exigências de obscuridade visam a assegurar o
sono e traduzem-se pela possibilidade de
obscurecer os compartimentos de molde a garantir
um nível máximo de 0.2 lux.
As exigências de níveis máximos de
incomodidade e da estabilidade da luz e contrastes
luminosos, visam limitar o incómodo devido a
encadeamentos com mudanças bruscas do campo
de visão de “claros/escuros”, por requererem uma
constante e fatigante adaptação da pupila.

22. RECOMENDAÇÕES VI
Finalmente, é hoje em dia corrente a assunção
da necessidade de presença de iluminação
natural (e não só por motivos económicos).
Esta exigência pode ser traduzida através do
parâmetro “factor de luz de dia”, que se define
como a razão entre a iluminação exterior e a
interior (mais precisamente, é o quociente entre
a iluminância medida num ponto do interior e a
iluminância exterior medida em plano
horizontal e sem interferência de obstruções).

23. RECOMENDAÇÕES VII
O factor de luz de dia traduz a eficácia com que
o projecto tira partido da luz natural para a
iluminação interior.
Mostram-se os valores mínimos recomendados
do factor de luz de dia consoante o tipo de local.
Tipo de Local
Estúdio de Arte
Fábrica, Laboratório
Escritório, Sala de Aula,
Ginásio
Sala de Jantar, Sala de
Espera
Quartos, Corredores
DF- Factor de Luz de Dia Mín.
(%)
4.0 – 6.0
3.0
2.0
1.0
0.5

24. ILUMINAÇÃO NATURAL I
A luz de dia que entra num edifício resulta
de: iluminação directa da abóbada celeste,
iluminação directa do sol, e iluminação
reflectida do solo e de outras superfícies.
Luz de céu
limpo
Luz directa
do sol
Luz
reflectida
Luz de céu
nublado
Superfície
reflectora
Luz
reflectida

25. ILUMINAÇÃO NATURAL II
Para o projecto de iluminação natural existem
3 modelos de céu que podem ser utilizados
para o cálculo das luminâncias:
- Distribuição Uniforme de Luminância, que
representa um céu de luminância constante,
correspondendo a uma situação de céu
encoberto com nuvens espessas, em que o sol
não é visível.

26. ILUMINAÇÃO NATURAL III
- Distribuição Padrão de Céu Encoberto, em que a
luminância não é uniforme, correspondendo a
uma situação de céu coberto com nuvens ligeiras
numa atmosfera limpa, em que
o sol não é visível.
A luminância é tipicamente 3 vezes
maior no zénite que no horizonte.

27. ILUMINAÇÃO NATURAL IV
- Distribuição de Céu Limpo, que é um modelo
de luminância variável, correspondendo a uma
situação de céu limpo. O efeito da posição do
sol é considerado mas não a
sua luz directa.
Α zona à volta do sol é a de maior claridade e é cerca de 10 vezes
mais brilhante que a de menor claridade, a qual forma um ângulo
de 90º com o sol.

28. FACTOR DE LUZ DE DIA I
O Factor de luz de dia médio é calculado pela
seguinte expressão:
DFmédio =
(M × τ) × A w × θ
A × (1 − ρ )
2
(%) em que:
M - factor de conservação dos envidraçados;
τ – Coeficiente de transmissão do vidro;
Aw – Área dos envidraçados;
θ - ângulo no plano vertical normal à janela, entre o centro da
janela e o céu visível;
A – Área total da envolvente interior;
ρ - Coeficiente de reflexão médio da envolvente interior.

29. FACTOR DE LUZ DE DIA II
Factor de conservação dos envidraçados
θ
Localização
do Edifício
Zona não
industrial ou
de indústrias
não poluentes
Zona industrial
poluente
Tipo de
Trabalho
Trabalho não
poluente
Trabalho
poluente
Trabalho não
poluente
Trabalho
poluente
Inclinação dos
Envidraçados
vertical
inclinada
horizontal
vertical
inclinada
horizontal
vertical
inclinada
horizontal
vertical
inclinada
horizontal
Factor de
Conservação
0.9
0.8
0.7
0.8
0.7
0.6
0.8
0.7
0.6
0.7
0.6
0.5
θ: ângulo subtendido, no plano vertical normal à janela, pelo céu
visível a partir do centro da janela.

30. FACTOR DE LUZ DE DIA III
Admite-se excluída a luz directa
do sol no cálculo do factor de luz
de dia médio.
Tipo de Vidro
Vidro Simples
Incolor
Cinzento
Bronze
Azul-Verde
Espessura
(mm)
3 mm
6 mm
9 mm
12 mm
3 mm
6 mm
9 mm
12 mm
3 mm
6 mm
9 mm
12 mm
12 mm
Transmitância
0,90
0.89
0.88
0.86
0.62
0.41
0.28
0.19
0.69
0.52
0.37
0.28
0.74
Exterior
Interior
1
2
3
4
Vidro Duplo
Com os 2 vidros incolores
Com vidro bronze no exterior e
incolor no interior
Com vidro selectivo verde no
exterior e incolor no interior
Com vidro de baixa
emissividade com película
(e=0.2 mm) na superfície 2 (ver
Fig.1) e vidro incolor no
interior
Com vidro incolor no exterior e
vidro de baixa emissividade
(ver Fig.1) com película (e=0.2
mm) na superfície 3
Com vidro de baixa emissividade
com película (e=0.05mm) na
superfície 2 (ver Fig.1) e vidro
incolor no interior
0.89
0.78
0.48
0.59
0.73
0.70

31. FACTOR DE LUZ DE DIA IV
Material
Relva
Vegetação (média)
Água
Asfalto
Macadame
Terra Húmida
Pedra
Ardósia
Cascalho
Mármore (branco)
Cimento
Betão
Ladrilhos, Tijolo (barro)
Vidro
Incolor, Bronze ou Cinzento
Reflectante
Espelho (vidro)
Pinturas
Preto
Vermelho Vivo
Azul Pálido
Laranja Pálido
Amarelo Pálido
Branco
Madeira
Neve
Coeficiente de Reflexão (%)
6
25
7
7
18
7
5 - 50
8
13
45
27
30 - 50
25 - 45
80 - 90
7
20 - 40
80 - 90
5
17
45
54
70
85
5 - 40
60 - 75
A multiplicação do factor de
luz de dia pelo valor médio da
luz de dia correspondente às
condições mais desfavoráveis
(céu encoberto), permite estimar
o valor médio mínimo da
iluminação natural interior.
ILUMINAÇÃO MÉDIA DE CÉUS
ENCOBERTOS
Latitude Norte
Iluminação
46°
42°
38°
34°
30°
7500 lux
8000 lux
8500 lux
9000 lux
9500 lux
Os valores acima são típicos de condições de céu
encoberto, das 8 da manhã às 4 da tarde.
Adaptado de “Concepts in Architectural Lighting
“ (Egan, McGraw Hill).

32. VISUALIZAÇÃO DO EFEITO DA LUZ I
O efeito da iluminação de uma fonte difusa sobre
um dado ponto de referência é uma função da
claridade (brilho) e da dimensão aparente da fonte.
Esta é uma função da dimensão real, inclinação e
distância a que a fonte está do ponto de referência:
decresce com a diminuição da dimensão real da
fonte, com o afastamento em relação ao ponto, e
com a sua inclinação.
Se uma fonte plana está
inclinada de 90º, a sua
dimensão aparente é zero.
S
P
n

33. VISUALIZAÇÃO DO EFEITO DA LUZ II
Brilho baixo
Céu
Caso as paredes
tenham cor clara,
também reflectirão
luz para a mesa. Esta
contribuição foi
omitida no desenho.
Brilho elevado
A iluminação diminui de A para B porque aumentou a
distância e inclinação da janela relativamente à mesa.
As fontes de luz são a janela e o tecto. Embora a
claridade seja baixa, a iluminação do tecto é elevada
pela grande dimensão aparente. É a combinação desta
dimensão com a claridade que determina a contribuição
duma fonte.
Tecto
A janela, apesar da sua pequena dimensão
aparente, é a maior fonte de luz, porque
é muito mais brilhante que o tecto.