Preparation of Papers in Two-Column Format

APROVEITAMENTO DA LUZ NATURAL EM EDIFÍCIOS DE
ESCRITÓRIOS
Erika Ciconelli De Figueiredo 1, Maria Augusta Justi Pisani 2
Abstract  Glazed façades are common to office
buildings around the world. The use of this model,
disconnected from culture, climate and urbanism, has
brought energy costs implications that were significant
after world oil crisis, in 1973. Although the concern with
energy savings, there are being built buildings unlinked
from the site and surroundings still today. This work
analyzed four buildings - two in São Paulo, one in Berlin
and one in Frankfurt am Main – aiming to demonstrate
the performance of glazed façades in daylit office
environments. The approach was made from solar
geometry perspective, glass transmission, ceiling height,
core position, among others. The results consist in
measurements inside the buildings and computer
simulation with specific software.
Index Terms  Daylight, office buildings, glazed façades,
computer simulation
INTRODUÇÃO
As peles de vidro são empregadas há cinco décadas
em edifícios de escritórios no mundo todo. A Arquitetura
Internacional, como chamada pela primeira vez em 1925
por Walter Gropius (KHAN, 1999), não leva em
consideração as características locais, como clima, posição
geográfica e cultura.
Alguns arquitetos afirmam que utilizam fachadas com
pele de vidro para melhorar o aproveitamento da luz
natural, no entanto, muitas vezes essa melhoria não é
constatada na obra acabada. O aproveitamento da luz
natural de forma eficiente acontece quando há redução no
uso da iluminação artificial, quando ambos os projetos são
desenvolvidos de forma integrada e após o uso há
economia de energia no edifício.
Segundo Gonçalves (2010), as fachadas envidraçadas
geram quatro condições: 1- áreas com luz natural acima do
necessário para atender à norma; 2- áreas com luz natural
suficiente para atender à norma; 3- áreas com luz natural
cuja iluminância fica abaixo do recomendado pela norma e
4- áreas sem luz natural. Essas condições são geradas
segundo alguns fatores, como, por exemplo, orientação do
edifício, dimensão das aberturas, pé-direito, tipo do vidro,
transmissão luminosa, entre outros.
Observou-se ao longo do desenvolvimento deste
estudo que usuários cuja estação de trabalho se localiza na
faixa da condição 1, com excesso de luz nas áreas
próximas às aberturas, ou com penetração de luz solar
direta, são obrigados a fazer uso de persianas internas para
melhorar o conforto visual no ambiente e no uso de
computadores.
OBJETIVO E OBJETO
O objetivo dessas análises foi avaliar a distribuição da
luz natural nos edifícios de escritórios por meio de
medições in loco e de maquetes eletrônicas, que simulam a
situação atual dos edifícios, estuda tipos de vidros, com a
finalidade de compreender de que maneira as decisões do
projeto de arquitetura influenciam a distribuição da luz
natural.
Como o dado de transmissão luminosa do vidro não
foi encontrado para todos os edifícios analisados nesta
pesquisa, dividiu-se a iluminância externa (considerada
igual a 100%) pela iluminância interna (face interna do
vedo da fachada). Esse método mostrou-se efetivo porque
foi comparado com os dados de transmissão luminosa dos
fabricantes, quando esses estavam dispo0níveis.
Os edifícios avaliados em São Paulo, Brasil, foram o
Edifício Comendador Yerchanik Kissajikian (CYK),
projetado pelo escritório Kogan, Villar e associados e o
Edifício Parque Paulista, do escritório Botti Rubin. Na
Alemanha, em Berlim, avaliou-se o Edifício Deutsche
Bahn, do arquiteto Helmut Jahn, e, em Frankfurt am Main,
o Edifício Commerzbank Headquarters, do escritório
Norman Foster and Partners.
EDIFÍCIO COMENDADOR YERCHANIK
KISSAJIKIAN (CYK)
Localizado na Avenida Paulista, 901, o edifício foi
projetado pelo arquiteto Carlos Alberto Francisco Villar
em 1999 foi concluído em 2003. A edificação apresenta
uma diferença de 2,50 m entre o primeiro e o último andar,
conta com 19 andares, dois subsolos, uma loja e o lote
possui fundos para a Alameda Santos. O pé-direito é de
2,80 m em todos os pavimentos tipo e as lajes variam entre
1.100 e 1.300 m² (CORBIOLI, 2003).
A avaliação interna do edifício foi feita no dia 20 de
maio de 2010, às 9 h 30 min e da área externa, às 9 h 55
min. O 15º andar foi aferido do lado da Avenida Paulista e
a iluminância medida na área externa foi de 16.450 lux.
De acordo com as iluminâncias internas e externas
obtidas, a transmissão luminosa di vidro do edifício foi
considerada 22%.
O gráfico 1 mostra a distribuição das iluminâncias
internas.
1
Erika Ciconelli De Figueiredo, Profª. MSc. da Escola de Engenharia da Fundação Armando Álvares Penteado, Rua Alagoas, 903, 01242-902, São
Paulo, SP, Brazil, [email protected]
2
Maria Augusta Justi Pisani, Profª. Drª. da Faculdade de Arquitetura e Urbanismo da Universidade Presbiteriana Mackenzie, Rua da Consolação, 930,
01302-090, São Paulo, SP, Brazil, [email protected]
© 2012 SHEWC
July 22 - 25, 2012, São Paulo, BRAZIL
XII Safety, Health and Environment World Congress
198
lux. A simulação foi desenvolvida para céu encoberto,
segundo a CIE.
Discussão dos resultados do Edifício CYK
GRÁFICO 1
ILUMINÂNCIAS INTERNAS DO 15º ANDAR.
Ele aponta que, após quase 3 m da área envidraçada a
iluminância diminuiu aproximadamente 75%.
A figura 1 aponta o ambiente da medição interna. O
andar visitado passava por uma reforma.
Com a análise do gráfico ponto a ponto observa-se
que há valores em torno de 500 lux (valor recomendado
para o plano de trabalho para tarefas visuais normais pela
NBR 5413:1992) até 2,20 m e 2,50 m de distância, nas
fachadas laterais, e até 3,90 m e 4,05 m de distância nas
fachadas da Avenida Paulista e da Alameda Santos,
respectivamente. Como a porcentagem de área
envidraçada em relação à de piso é de 38%, a transmissão
luminosa do vidro utilizado é de 22% e o pé-direito é de
2,80 m, o resultado é um sistema de baixo desempenho da
distribuição da luz natural.
EDIFÍCIO PARQUE PAULISTA
Projetado pelo escritório de Arquitetura Botti &
Rubin, em 1991, e construído em 1995, o edifício localizase na Alameda Santos, 1940 e possui 17 pavimentos
(Revista Projeto jan/fev 1996).
A avaliação interna do edifício foi feita no dia 31 de
maio de 2010, às 8 h e 15 min na área externa e 8 h e 25
min na metade do 6º pavimento, na fachada voltada à
Avenida Paulista. Na área externa o luxímetro assinalou
3.550 lux e o gráfico 2 mostra as iluminâncias obtidas nas
áreas internas.
FIGURA 1
15º PAVIMENTO. FONTE: ACERVO DA AUTORA, 20 MAIO 2010
Segundo Figueiredo e Pisani (2010), embora haja
contribuição das fachadas laterais, a contribuição luminosa
natural mais importante é a da Avenida Paulista, na parte
da manhã, e da Alameda Santos, na parte da tarde. A
simulação da iluminação natural desenvolvida no software
Relux Professional, demonstrada na figura 2, ilustra essa
situação.
GRÁFICO 2
ILUMINÂNCIAS INTERNAS DO 6º ANDAR.
O gráfico 2 mostra um decréscimo de quase 73% a
2,73m da área envidraçada.
Dividindo-se a iluminância da face interna do vedo
translúcido
pela
da
área
externa
obtém-se,
aproximadamente, 36%, no entanto, de acordo com a
matéria da Revista Projeto (1996), esse valor é de 38%.
Considerando que o vidro não estava totalmente limpo no
dia da medição, o valor obtido in loco é plausível, porém,
para efeito de cálculo, foi utilizado o valor publicado.
A figura 3 a seguir ilustra o pavimento avaliado no dia
da medição.
FIGURA 2
ILUMINÂNCIA PARA O DIA 21 MAR., ÀS 12 H
A figura 2 indica que a iluminância media é de 476
lux, com iluminância mínima de 80 lux e máxima de 2.930
© 2012 SHEWC
July 22 - 25, 2012, São Paulo, BRAZIL
XII Safety, Health and Environment World Congress
199
pelo engenheiro Werner Sobek em 1992 e concluído em
2000 (BLASER, 2002).
O gráfico 3 mostra a avaliação interna do edifício,
feita no dia 26 de novembro de 2010, às 9 h e 15 min, no
20º andar, do lado oposto da Potsdamer Platz. A medição
externa foi feita às 9 h, obtendo-se 3.200 lux.
De acordo com as iluminâncias internas e externas, a
transmissão luminosa do vidro do edifício foi considerada
21%.
A curva aponta que o decréscimo da iluminação
natural foi de 87% após 2,30 m da fachada envidraçada.
FIGURA 3
6º PAVIMENTO. FONTE: ACERVO DA AUTORA, 20 MAIO 2010
A figura 4 demonstra que a maior parte do pavimento
possui menos de 200 lux, embora a média de iluminância
seja de 441 lux.
GRÁFICO 3
ILUMINÂNCIAS INTERNAS DO 20º ANDAR.
A figura 5 indica a sala avaliada no dia 26 de
novembro.
FIGURA 4
ILUMINÂNCIA PARA O DIA 21 MAR., ÀS 12 H
A simulação para céu encoberto, segundo a CIE,
indica que a iluminância mínima é de 37 lux e a máxima é
de 2.850 lux.
Discussão dos resultados do Edifício Parque Paulista
Com a análise do gráfico ponto a ponto observa-se
valores em torno de 500 lux até 2,15 m e 2,20 m, nas
fachadas laterais, e até 2,10 m e 1,75 m nas fachadas da
Avenida Paulista e da Alameda Santos, respectivamente.
Como a porcentagem da área envidraçada em relação à de
piso é de 26%, a transmissão luminosa do vidro utilizado é
de 38% e o pé-direito é de 2,54 m, o resultado é um
sistema de baixo desempenho da distribuição da luz
natural.
FIGURA 5
ILUMINÂNCIA PARA O DIA 21 MAR., ÀS 12 H
A figura 6 demonstra que a iluminância média é de
281 lux, a mínima de 1 lux e a máxima de 1.620 lux.
EDIFÍCIO DEUTSCHE BAHN
A torre da Deutsche Bahn faz parte do complexo do
Sony Center em Berlim. O edifício situado na Potsdamer
Platz, 2 foi projetado pelo arquiteto Helmut Jahn, pela
equipe de engenheiros do escritório Ove Arup + Partners e
© 2012 SHEWC
July 22 - 25, 2012, São Paulo, BRAZIL
XII Safety, Health and Environment World Congress
200
FIGURA 6
ILUMINÂNCIA PARA O DIA 21 MAR., ÀS 12 H
Discussão dos resultados do Edifício Deutsche Bahn
Como a porcentagem de área envidraçada em relação
à de piso é de 45%, a transmissão luminosa do vidro
utilizado é de 21%, o pé-direito é de 2,75 m e só há
valores em torno de 500 lux por volta de 1,50 m da
fachada, o resultado é um sistema de baixo desempenho da
distribuição da luz natural.
EDIFÍCIO COMMERZBANK HEADQUARTERS
Situado à Groβe Gallusstraβe em Frankfurt am Main,
o edifício foi projetado pelo escritório Norman Foster and
Partners em 1991 e concluído em 1997.
O Commerzbank possui 63 andares (258,70 m de
altura) e 3 subsolos. Diferencia-se pela sua proposta de
uso de recursos naturais (luz e ventilação natural) e pelo
seu formato triangular. (DAVIES; LAMBOT, 1997). Os
jardins intermediários ocupam uma altura de 4 andares. A
maneira como o escritório desenvolveu o centro do
edifício muda totalmente o resultado da luz natural interna.
Uma região normalmente utilizada como núcleo de
circulação vertical, devido à ausência de luz natural, passa
a ser um átrio que ilumina salas distantes das fachadas.
Como os levantamentos foram realizados em um
sábado, às 14 horas, e muitos ambientes estavam fechados,
não foi possível medir a luz natural de áreas, a não ser do
jardim. Obteve-se do lado de fora do edifício
aproximadamente 6.120 lux e, na face interna do vedo da
fachada, no 35º andar, 3.800 lux. Com esses valores a
transmissão luminosa é de 62 %, no entanto, como a
medição foi feita em uma área de jardim, onde as árvores
podem influenciar os resultados, buscou-se a transmissão
luminosa do vidro com o próprio fabricante, a Interpane.
De acordo com a empresa, o vidro tem 66%, e foi com
esse dado que a maquete eletrônica foi desenvolvida.
A figura 7 ilustra uma área de escritórios com layout
aberto.
FIGURA 7
ILUMINÂNCIA PARA O DIA 21 MAR., ÀS 12 H
A figura 8 mostra a distribuição interna da luz natural
para o dia 21 de março às 12 h. Como o programa possui
algumas limitações de modelagem, fez-se necessária a
construção de polígonos auxiliares para a construção do
pavimento como ele é. As regiões dos núcleos de
circulação vertical, assim como o jardim, não foram
calculadas.
FIGURA 8
ILUMINÂNCIA PARA O DIA 21 MAR., ÀS 12 H
A figura demonstra que a iluminância media é de 264
lux, a iluminância minima de 0 lux (reflexo das áreas não
calculadas) e iluminância máxima de 3.080 lux.
Discussão dos resultados do Edifício Deutsche Bahn
© 2012 SHEWC
July 22 - 25, 2012, São Paulo, BRAZIL
XII Safety, Health and Environment World Congress
201
[1]
Blaser, W., “Helmut Jahn architecture engeneering”, Basel, 2002.
[2]
Corbioli, N., “Planos inclinados da fachada-cortina acompanham
aumento da área da laje”, Projeto Design, São Paulo, n. 283, p. 5660, set. 2003.
[3]
Davies, C.; Lambot, I., “Commerzbank Frankfurt. Prototype for an
ecological high-rise”, Basel, 1997.
[4]
Figueiredo, E; Pisani, M.A.J., “Uso da luz natural em edifícios de
escritórios”, IN: 6º Fórum de Pesquisa FAU-UPM, São Paulo,
2010.
[5]
Figueiredo,E. “Abordagem sustentável da luz natural. Análise do
desenho de vãos e eficiência dos vedos trnaslúcidos e transparentes
em edifícios das cidades de São Paulo, Berlim e Frankfurt am Main
durante as últimas décadas do século XX e primeira década do
século XXI”, Dissertação de mestrado, FAU-UPM, São Paulo,
2011.
DISCUSSÃO DOS RESULTADOS
[6]
Gonçalves, J., “The environmental performance of tall buildings”,
Londres, 2010.
A análise dos dados permite observar que vidros com
transmissão luminosa alta proporcionam 500 lux em
distâncias superiores ao tamanho da abertura rebatida no
piso.
A diminuição da iluminância em, aproximadamente,
3m teve pouca variação (entre 73 e 87%), demonstrando
que a diminuição ocorre segundo um padrão, e que a
utilização do sistema pele de vidro apresenta uma
limitação para distribuir a iluminância no pavimento.
Após a análise dos edifícios é possível afirmar que um
projeto de luz natural deve levar em consideração o pédireito, a forma da planta, a transmissão luminosa dos
vidros, a distribuição interna dos ambientes, o
posicionamento do core e a altura da abertura, para
alcançar o objetivo de reduzir o uso da luz artificial.
O Commerzbank Headquarters é considerado um
projeto bem-sucedido porque administra soluções que têm
como base as necessidades de cada ambiente. O arquiteto
projetou espaços de acordo com as variações de
iluminância da luz natural, a ponto de conseguir atingir
valores recomendados pela norma até mesmo nos
corredores. O resultado desse aproveitamento não surgiu
após a solução plástica da fachada e das áreas internas,
mas foi incorporado gradativamente ao projeto. A forma
do edifício surgiu da necessidade do aproveitamento da
luz e da ventilação, assim como o posicionamento dos
jardins e a utilização do átrio central.
Plantas profundas em relação às aberturas, com
fachadas pele de vidro não favorecem a distribuição da luz
natural, porque a curva de iluminância segue sempre a
mesma tendência: valores acima de 1.000 lux próximos às
aberturas e queda de, em média 82%3 da iluminância mais
alta em 3 m.
Os resultados destes experimentos demonstram a
importância das pesquisas de campo, das simulações e da
avaliação pós-ocupação, pois estas podem municiar
parâmetros que qualificam novos projetos de arquitetura
no que diz respeito à luz natural.
[7]
Khan, H., “O estilo internacional. Arquitetura moderna de 1925 a
1965”, Colônia, 1999.
[8]
Revista Projeto, “Um cristal na selva urbana”, São Paulo, n.193, p.
D1-D8, jan./fev.1996.
Com a análise dos resultados do gráfico ponto a ponto
observa-se que há valores em torno de 500 lux até
aproximadamente 2,15 m das aberturas, ou seja, até a
metade das salas. Os corredores também podem funcionar
apenas com luz do dia, pois a iluminância resultante
atende à recomendação da norma (brasileira) para
iluminância de interiores, que é 75, 100 e 150 lux. A
forma do edifício favorece o aproveitamento da luz natural
nas áreas destinadas às estações de trabalho e nos
corredores entre as salas.
Como a porcentagem de área envidraçada em relação
à de piso é de 28%, a transmissão luminosa é de 66% e o
pé-direito é de 2,75 m, o resultado é um sistema de alto
desempenho da distribuição da luz natural.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
3
Segundo FIGUEIREDO, E., 2011.
© 2012 SHEWC
July 22 - 25, 2012, São Paulo, BRAZIL
XII Safety, Health and Environment World Congress
202