NBR 15 215-Iluminação Natural

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<p>Sede:</p><p>Rio de Janeiro</p><p>Av. Treze de Maio, 13 28º andar</p><p>CEP 20003-900 – Caixa Postal 1680</p><p>Rio de Janeiro – RJ</p><p>Tel.: PABX (21)3974-2300</p><p>Fax: (21) 2220-1762/2220-6436</p><p>Endereço eletrônico:</p><p>www.abnt.org.br</p><p>ABNT – Associação</p><p>Brasileira de</p><p>Normas Técnicas</p><p>Copyright © 2003,</p><p>ABNT–Associação Brasileira</p><p>de Normas Técnicas</p><p>Printed in Brazil/</p><p>Impresso no Brasil</p><p>Todos os direitos reservados</p><p>AGO/2003 Projeto 02:135.02-001</p><p>Iluminação natural – Parte 1:</p><p>Conceitos básicos e definições</p><p>Origem: Projeto 02:135.02-001:2003</p><p>ABNT/CB-02 – Comitê Brasileiro de Construção Civil</p><p>CE-02:135.02 – Comissão de Estudos de Iluminação Natural de Edificações</p><p>02:135.02-001 – Daylighting – Part 1: Basic concepts and definitions</p><p>Descriptors: Daylighting. Concepts. Definitions</p><p>Palavra(s)-chave: Iluminação natural. Conceitos. Definições 5 páginas</p><p>Sumário</p><p>Prefácio</p><p>1 Objetivo</p><p>2 Referências normativas</p><p>3 Definições e conceitos básicos</p><p>Prefácio</p><p>A ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas – é o Fórum Nacional de Normalização. As Normas Brasileiras, cujo</p><p>conteúdo é de responsabilidade dos Comitês Brasileiros (ABNT/CB) e dos Organismos de Normalização Setorial (ONS),</p><p>são elaboradas por Comissões de Estudo (ABNT/CE), formadas por representantes dos setores envolvidos, delas fazendo</p><p>parte: produtores, consumidores e neutros (universidades, laboratórios e outros).</p><p>Os Projetos de Norma Brasileira, elaborados no âmbito dos ABNT/CB e ONS circulam para Consulta Pública entre os</p><p>associados da ABNT e demais interessados.</p><p>Introdução</p><p>Nos últimos anos, tem renascido o interesse na promoção das boas práticas de projeto de iluminação natural por razões de</p><p>eficiência energética e conforto visual. O uso otimizado da luz natural em edificações usadas principalmente de dia pode,</p><p>pela substituição da luz artificial, produzir uma contribuição significativa para a redução do consumo de energia elétrica,</p><p>melhoria do conforto visual e bem-estar dos ocupantes. A luz natural possui uma variabilidade e qualidades mais</p><p>agradáveis e apreciadas que o ambiente proporcionado pela iluminação artificial. Aberturas, em geral, proporcionam aos</p><p>ocupantes o contato visual com o mundo exterior e permitem também o relaxamento do sistema visual pela mudança das</p><p>distâncias focais. A presença da luz natural pode garantir uma sensação de bem-estar e um relacionamento com o</p><p>ambiente maior no qual estamos inseridos.</p><p>Desta forma, o objetivo maior deste conjunto de textos, e de outros que virão para atender aspectos não tratados, é o de</p><p>apresentar dados, técnicas e informações básicas num formato conveniente para ajudar aqueles profissionais envolvidos</p><p>no projeto de edificações a lidar com questões relacionadas à iluminação natural destes. Para tanto, disponibiliza-se</p><p>métodos de cálculo e verificação dos níveis de iluminação natural no interior das edificações, simples porém com precisão</p><p>adequada.</p><p>Este projeto recebeu o apoio financeiro da Agencia FINEP - Financiadora de Estudos e Pesquisas.</p><p>Projeto 02:135.02-001:2003 2</p><p>Objetivo</p><p>Esta Norma estabelece conceitos e define termos relacionados com a Iluminação Natural e o Ambiente Construído,</p><p>agrupando-os em três linhas:</p><p>a) termos gerais;</p><p>b) componentes de iluminação natural; e</p><p>c) elementos de controle</p><p>1 Referência normativa</p><p>As normas relacionadas a seguir contêm disposições que, ao serem citadas neste texto, constituem prescrições para esta</p><p>Norma Brasileira. As edições indicadas estavam em vigor no momento desta publicação. Como toda norma está sujeita a</p><p>revisão, recomenda-se àqueles que realizam acordos com base nesta que verifiquem a conveniência de se usarem as</p><p>edições mais recentes das normas citadas a seguir. A ABNT possui a informação das Normas Brasileiras em vigor em um</p><p>dado momento.</p><p>NBR 5461:1991 - Iluminação: Terminologia.</p><p>Projeto 02:135.02-002 - Iluminação Natural - Parte 2: Procedimentos de cálculo para a estimativa da disponibilidade de luz</p><p>natural.</p><p>3 Definições e conceitos básicos</p><p>Para os efeitos desta Norma aplicam-se as definições da NBR 5641, do projeto 02:135.02-002 e as seguintes:</p><p>3.1 Termos gerais</p><p>3.1.1 ângulo de altura: Distância angular de um ponto do céu ou do sol medido num plano perpendicular ao plano</p><p>horizontal que passa pelo ponto e o zênite.</p><p>NOTA: É medido positivamente em graus a partir do plano horizontal até o zênite.</p><p>3.1.2 ângulo de azimute: Distância angular horizontal entre o plano vertical que contém um ponto do céu ou o sol e o</p><p>norte verdadeiro.</p><p>NOTA: É medido positivamente, em graus, a partir do norte verdadeiro, no sentido horário.</p><p>3.1.3 ângulo de declinação solar: Ângulo medido ao longo de um meridiano entre o sol e o equador celeste, com vértice</p><p>no observador.</p><p>3.1.4 céu artificial “caixa-de-espelho”: Envolvente retangular que apresenta um teto luminoso e paredes laterais</p><p>espelhadas para criar um céu com horizonte “infinito”, como resultado das múltiplas reflexões.</p><p>NOTA: Usado para simular a distribuição de um céu encoberto com o propósito de possibilitar medições em modelos em escala reduzida.</p><p>3.1.5 céu artificial hemisférico: Envolvente hemisférica que é iluminada pelo seu perímetro interno ou que apresenta</p><p>uma série de lâmpadas com intensidade controlada.</p><p>NOTA: Usado para simular a distribuição de luminâncias de um céu real (encoberto ou claro) para medições em modelos em escala</p><p>reduzida.</p><p>3.1.6 céu artificial: Uma envolvente que simula a distribuição de luminâncias de um céu real.</p><p>NOTA: Usado com o propósito de analisar as condições de iluminação de modelos físicos em escala reduzida.</p><p>3.1.7 componente do céu (CC): Iluminação produzida num ponto de referência interno devido à luz proveniente</p><p>diretamente do céu.</p><p>3.1.8 componente refletida externamente (CRE): Iluminação produzida num ponto de referência interno devido à luz</p><p>natural refletida em superfícies externas.</p><p>3.1.9 componente refletida internamente (CRI): Iluminação produzida num ponto de referência interno devido à luz</p><p>refletida nas superfícies internas do ambiente.</p><p>3.1.10 constante de iluminação solar: Iluminância solar normal aos raios do sol à meia distância entre a terra e o sol,</p><p>cujo valor é 127.500 lux.</p><p>3.1.11 contribuição de iluminação natural (CIN): Equivalente ao Fator de Luz Diurna aplicado para quaisquer condições</p><p>de céu com distribuição de luminâncias conhecida.</p><p>3.1.12 equação da hora: Expressão que produz a diferença entre a hora solar local e a hora solar aparente.</p><p>NOTA: É causada pela órbita elíptica da terra ao redor do sol e a inclinação do eixo terrestre com relação ao plano da órbita.</p><p>3.1.13 fator de luz diurna (FLD): Razão entre a iluminação natural num determinado ponto num plano horizontal interno</p><p>devido à luz recebida direta ou indiretamente da abóbada celeste com uma distribuição de luminâncias conhecida, e a</p><p>iluminação num plano horizontal externo produzida pela abóbada celeste totalmente desobstruída, expressa como uma</p><p>percentagem.</p><p>Projeto 02:135.02-001:2003 3</p><p>NOTA : A luz solar direta é excluída de ambos os valores de iluminação. Em condições de céu encoberto (ver NBR 5461) este fator</p><p>permanece constante para um ponto, independente do valor absoluto da iluminação externa. Caso seja empregado em outras condições</p><p>de céu, esta deve ser especificada.</p><p>3.1.14 hora solar aparente: Hora determinada pela rotação da terra relativa ao sol e medida através de um relógio solar.</p><p>3.1.15 hora solar local: Hora relativa ao meridiano padrão, usada como hora civil (do relógio) através da zona (ou fuso)</p><p>horária.</p><p>3.1.16 iluminação lateral: Porção da luz natural, produzida pela luz que entra lateralmente nos espaços internos.</p><p>3.1.17 iluminação solar direta: Porção da luz natural proveniente diretamente do sol que incide num determinado local.</p><p>3.1.18 iluminação zenital: Porção de luz natural produzida</p><p>baixas e seções</p><p>longitudinais do ambiente em estudo.</p><p>- os ângulos obtidos são transpostos para a máscara de obstrução.</p><p>- as obstruções externas devem ser marcadas seguindo o mesmo procedimento para levantamento dos ângulos de</p><p>obstrução obtendo-se desta forma a fração visível da abóboda celeste</p><p>Orientação sala: SUL</p><p>Latitude: 27</p><p>o</p><p>32’S</p><p>Projeto 02:135.02-003:2003 7</p><p>Figura 7 - Diagrama usado para construção de</p><p>máscaras de obstrução</p><p>Figura 8 - Máscaras de obstrução para os pontos de</p><p>estudo.</p><p>c) verifica-se a orientação para a qual está voltada a janela a ser estudada;</p><p>d) escolhe-se o dia (ou época) do ano e horários a se estudar;</p><p>e) determina-se o azimute e altitude solar com o auxílio da carta de trajetórias solares;</p><p>f) de posse da altitude solar, seleciona-se o DCRL mais adequado, para céu claro ou céu encoberto - no primeiro caso</p><p>ainda deve-se escolher a altitude solar (15</p><p>o</p><p>, 30</p><p>o</p><p>, 45</p><p>o</p><p>, 60</p><p>o</p><p>, 75</p><p>o</p><p>ou 90</p><p>o</p><p>), a partir do valor obtido no item anterior:</p><p>- para altitudes inferiores a 15</p><p>o</p><p>é assumido este valor;</p><p>- no caso de altitudes intermediárias, acima de 15o, quando a variação for superior a 7,5</p><p>o</p><p>, toma-se a altitude de maior</p><p>valor, caso seja menor ou igual a 7,5</p><p>o</p><p>, utiliza-se o diagrama de menor valor;</p><p>g) no DCRL, para céu claro, marca-se o Norte a partir do azimute encontrado em sentido anti-horário como mostra a</p><p>figura 9, devendo-se observar aqui que um azimute positivo é marcado em sentido anti-horário no diagrama, uma vez</p><p>que este fornece, não o Norte, mas a posição do sol;</p><p>Figura 9 - Localização do azimute do sol no DCRL.</p><p>S</p><p>N</p><p>O</p><p>L</p><p>S</p><p>LO</p><p>N</p><p>Projeto 02:135.02-003:2003 8</p><p>h) sobrepõe-se a máscara construída sobre o DCRL de forma que a abertura fique orientada adequadamente a partir</p><p>do Norte já marcado como mostra a figura 10;</p><p>Figura 10 - Superposição da máscara de obstrução sobre o DCRL (abertura para Sul).</p><p>i) procede-se à soma dos valores internos à mascara de obstrução - as subdivisões do diagrama que forem cortadas</p><p>pelas linhas das máscaras serão consideradas proporcionalmente à divisão como pode ser visto na figura 11.</p><p>Figura 11 - Parcela de céu não obstruída “vista” pela abertura de iluminação (Ponto 3).</p><p>Neste caso tem-se:</p><p>CC = [76,3 + 156,3 + 176,3 + (181,15 +175,15) 0,5]/100</p><p>CC = 3,13 % EH ou 3,1% da contribuição total do céu.</p><p>Caso existam várias aberturas:</p><p>CCT = CC1 + CC2 + ... + CCn</p><p>5.2.2.3 O valor encontrado representa a percentagem de luz que chega ao ponto, proveniente diretamente da abóboda</p><p>celeste através da(s) abertura(s) considerada(s), ou seja, a componente celeste - CC.</p><p>5.2.3 Cálculo da componente refletida externa (CRE)</p><p>Caso a admissão de luz natural por uma abertura seja notadamente limitada por obstruções externas, é necessário</p><p>calcular a CRE.</p><p>5.2.3.1 Céu Encoberto e Céu Claro com a obstrução não iluminada pelo sol direto</p><p>O procedimento é tratar a obstrução externa visível a partir do ponto de referência como uma porção do céu cuja</p><p>luminância é inferior à da porção do céu obstruído.</p><p>Em outras palavras, calcula-se a componente celeste da área obstruída, conforme descrito no item 5.2.2 e converte-se o</p><p>resultado para a componente refletida externamente multiplicando pelo coeficiente de reflexão da obstrução, conforme</p><p>expressão (8).</p><p>CRE = CCcéu obstruído  obstrução</p><p>...8)</p><p>onde:</p><p>CRE é igual ao valor percentual da componente refletida externa</p><p>obs é igual ao coeficiente de reflexão da superfície externa</p><p>8</p><p>9</p><p>10</p><p>11</p><p>13</p><p>16</p><p>18</p><p>21</p><p>22</p><p>7</p><p>7</p><p>7</p><p>7</p><p>7</p><p>7</p><p>7</p><p>7</p><p>7</p><p>227</p><p>7 21</p><p>18</p><p>16</p><p>13</p><p>11</p><p>10</p><p>9</p><p>87</p><p>7</p><p>7</p><p>7</p><p>7</p><p>7</p><p>7</p><p>68118182232186</p><p>7953 139</p><p>62</p><p>53</p><p>44</p><p>35</p><p>29</p><p>24</p><p>21</p><p>1817</p><p>16</p><p>15</p><p>15</p><p>15</p><p>15</p><p>15</p><p>15</p><p>15</p><p>15</p><p>15</p><p>15</p><p>15</p><p>15</p><p>15</p><p>15</p><p>16</p><p>17 18 21</p><p>24</p><p>29</p><p>35</p><p>44</p><p>53</p><p>62</p><p>68</p><p>104</p><p>84</p><p>66</p><p>51</p><p>41</p><p>33</p><p>27</p><p>2421</p><p>19</p><p>18</p><p>17</p><p>17</p><p>17</p><p>17</p><p>17</p><p>17</p><p>17</p><p>17</p><p>17</p><p>17</p><p>17</p><p>17</p><p>18</p><p>19</p><p>21 24</p><p>27</p><p>33</p><p>41</p><p>51</p><p>66</p><p>84</p><p>104</p><p>118</p><p>148</p><p>112</p><p>83</p><p>63</p><p>49</p><p>39</p><p>32272321</p><p>19</p><p>18</p><p>18</p><p>17</p><p>17</p><p>17</p><p>17</p><p>17</p><p>17</p><p>17</p><p>17</p><p>18</p><p>18</p><p>19</p><p>21 23 27</p><p>32</p><p>39</p><p>49</p><p>63</p><p>83</p><p>112</p><p>148</p><p>182</p><p>166</p><p>120</p><p>89</p><p>67</p><p>52</p><p>41</p><p>33282422</p><p>20</p><p>18</p><p>17</p><p>17</p><p>16</p><p>16</p><p>16</p><p>16</p><p>16</p><p>16</p><p>17</p><p>17</p><p>18</p><p>20</p><p>22 24 28 33</p><p>41</p><p>52</p><p>67</p><p>89</p><p>120</p><p>166</p><p>232</p><p>119</p><p>95</p><p>75</p><p>59</p><p>47</p><p>38</p><p>32272321</p><p>19</p><p>17</p><p>16</p><p>16</p><p>15</p><p>15</p><p>15</p><p>15</p><p>15</p><p>15</p><p>16</p><p>16</p><p>17</p><p>19</p><p>21 23 27 32</p><p>38</p><p>47</p><p>59</p><p>75</p><p>95</p><p>119</p><p>139</p><p>126</p><p>7955</p><p>44</p><p>40</p><p>40</p><p>44</p><p>55 79</p><p>126</p><p>186</p><p>66</p><p>5040</p><p>33</p><p>31</p><p>31</p><p>33</p><p>40 50</p><p>66</p><p>79</p><p>43</p><p>5343</p><p>S</p><p>N</p><p>L</p><p>O</p><p>M áscara do ponto P2</p><p>7</p><p>7</p><p>7</p><p>7 7</p><p>7</p><p>7</p><p>7</p><p>15</p><p>15</p><p>15</p><p>15 15 15</p><p>15</p><p>15</p><p>18</p><p>19</p><p>18</p><p>18</p><p>17</p><p>17 17 17 17</p><p>17</p><p>17</p><p>17</p><p>17</p><p>171717</p><p>Projeto 02:135.02-003:2003 9</p><p>5.2.3.2 Obstrução iluminada pelo sol direto</p><p>Cabe salientar que esta contribuição não é calculada em valor percentual e sim em valor absoluto em iluminância, uma vez</p><p>que seu cálculo depende da iluminância produzida pelo sol na superfície da obstrução e não apenas da abóboda celeste.</p><p>Seu valor deve ser somado ao valor final calculado da contribuição de iluminação natural (CIN).</p><p>Quando a superfície oposta à abertura iluminante for iluminada diretamente pelo sol, considera-se que a obstrução visível</p><p>estará mais clara que a porção de céu que ela obstrui. Aqui portanto, introduz-se o cálculo da iluminação direta do sol no</p><p>plano vertical da obstrução.</p><p>Inicialmente, a iluminância devido ao sol no plano da obstrução (ESV), geralmente vertical, deve ser calculada conforme</p><p>procedimentos descritos no projeto 02:135.02-002:1998 ou, alternativamente, através da figura 12.</p><p>A iluminância ESV pode ser estimada pela superposição do Diagrama de Trajetórias Solares Aparentes com o diagrama da</p><p>figura 12, a projeção do sol numa data e hora especificadas permite a leitura ou interpolação da iluminância nas linhas iso-</p><p>lux.</p><p>Figura 12 - Diagrama para estimativa da iluminância (klux) produzida pelo sol num plano vertical (ESV). A utilização</p><p>é feita superpondo o Diagrama de Trajetórias Solares Aparentes</p><p>1</p><p>Como o método gráfico proposto introduz o conceito de fator de forma projetado em uma esfera de raio unitário para o</p><p>cálculo da contribuição de luz proporcionada por uma fonte superficial, o cálculo da CRE pode ser feito seguindo o mesmo</p><p>procedimento.</p><p>Obtém-se a projeção estereográfica das obstruções em relação ao ponto de referência.</p><p>O cálculo do fator de forma (contribuição de luz) correspondente à área projetada das obstruções externa (ver figura 13) é</p><p>feita pela superposição da máscara encontrada sobre o diagrama de fatores de forma (figura 14 e figura A.1 do anexo)</p><p>1 Fonte: Soteras, R.M. (1985): “Geometria e Iluminacion Natural”, Tesis Doctoral, ETSAB/UPC, Barcelona, 355 p.</p><p>Projeto 02:135.02-003:2003 10</p><p>Figura 13 - Exemplo de projeção de obstrução Figura 14 - Diagrama com fatores de forma</p><p>O cálculo da CRE se faz pela multiplicação da iluminância na superfície oposta à abertura pelo fator de forma</p><p>correspondente à superfície da abóbada obstruída pela edificação, FFoe, e pelo coeficiente de reflexão da superfície</p><p>externa para que se obtenha a contribuição relativa dessa luminância na contribuição total da iluminação natural no ponto.</p><p>CREabs = (Esv  FFoe  obs) /  ...9)</p><p>Onde:</p><p>CREabs é igual ao valor absoluto da componente refletida externa em lumen por metro quadrado (lux);</p><p>ESV é a iluminância devido ao sol no plano da obstrução (lux);</p><p>FFoe é igual ao fator de forma das obstruções externas relativo ao ponto de observação; obtido pelo uso do diagrama</p><p>de fatores de forma, anexo A1;</p><p>obs é o coeficiente de reflexão da superfície externa.</p><p>5.2.4 Cálculo da componente refletida interna (CRI)</p><p>Para o cálculo da componente refletida interna emprega-se representação gráfica do espaço similar ao cálculo da</p><p>componente celeste. Determina-se a projeção</p><p>estereográfica das superfícies internas do ambiente em relação aos pontos</p><p>de medição como pode ser visto na figura 15.</p><p>Superpondo-se estas projeções ao diagrama com os fatores de forma, pode-se acessar o valor da área projetada das</p><p>superfícies internas do ambiente, conforme a figura 16.</p><p>O fator de forma calculado pelo método DCRL representa quanto do total de superfícies visíveis pelo ponto é representado</p><p>por cada uma das superfícies.</p><p>Figura 15 - Projeção das superfícies internas do ambiente em relação aos pontos de medição.</p><p>Projeto 02:135.02-003:2003 11</p><p>Figura 16 - Projeção das superfícies internas do ambiente em relação ao ponto P2 com exemplo de superposição</p><p>sobre o diagrama de fatores de forma.</p><p>Como o método, para fins de simplificação do modelo, assume que toda a luz que penetra através da abertura (CC + CRE)</p><p>é uniformemente distribuída (e refletida) pelas superfícies internas, acima do plano em que se localiza o ponto em estudo,</p><p>foi necessária a introdução de um fator de correção, Kp, determinado empiricamente, para compensar as múltiplas</p><p>reflexões da luz que ocorrem no ambiente real.</p><p>Tem-se então que a CRI pode ser calculada pela expressão (10)</p><p>n=1</p><p>CRI = { (FFsi * mi )} * (CC + CRE) * kP ...10)</p><p>n= i</p><p>Onde:</p><p>n é igual ao número de superfícies</p><p>FFsi é igual ao fator de forma de cada uma das superfícies internas em relação ao ponto P (obtido através da figura</p><p>16)</p><p>mi é igual à refletância média de cada superfície interna</p><p>kP é um fator empírico de correção em função da posição do ponto</p><p>Posição do ponto Valor de kP</p><p>próximo à abertura 0,9</p><p>posição intermediária 1,15</p><p>afastado da abertura 1,6</p><p>A Tabela 1 a seguir apresenta os resultados para o cálculo da CRI para o ponto P2, conforme exemplo apresentado em</p><p>5.2.2. Nesta tabela, é apresentada a somatória percentual de sua projeção relativa à área vista pelo ponto P2 de cada uma</p><p>das superfícies, compostas por paredes, teto e abertura.</p><p>O valor encontrado do fator de forma das superfícies internas, FFs, de cada uma das superfícies é multiplicado pela</p><p>refletância média desta superfície, m, obtendo-se assim o valor percentual da contribuição da CRI em relação à</p><p>localização do ponto. Calculando-se o valor final de CRI pela expressão (10), obtém-se o valor 2,4%.</p><p>Projeto 02:135.02-003:2003 12</p><p>Tabela 1 – Exemplo de cálculo da CRI a partir dos Fatores de Forma estimados para as superfícies internas do</p><p>ambiente em estudo em relação ao ponto P2 (exemplo).</p><p>Superfície FF (DCRL/100)  FF *  CC CRE* Kp CRI</p><p>Teto 45% 0,80 0,36</p><p>Parede janela 9% 0,60 0,05</p><p>Parede lateral esquerda 14% 0,60 0,08</p><p>Parede lateral direita 14% 0,60 0,08</p><p>Parede fundos 14% 0,75 0,10</p><p>100%  FF *  0,68 3,1% 0 1,15 2,4%</p><p>* Neste exemplo, atribuiu-se a componente refletida externa (CRE) o valor 0.</p><p>/ANEXO A</p><p>Projeto 02:135.02-003:2003 13</p><p>Anexo A ( normativo )</p><p>Diagramas</p><p>A.1 Diagramas com os fatores de forma para a hemisfera celeste com subdivisões de 10</p><p>o</p><p>em 10</p><p>º</p><p>NOTA: Neste diagrama cada 100 unidades correspondem a 1% da área total da hemisfera celeste</p><p>Figura A.1 - Diagrama com os fatores de forma da hemisfera celeste para subdivisões de 10</p><p>o</p><p>em 10</p><p>o</p><p>.</p><p>Projeto 02:135.02-003:2003 14</p><p>A.2 Diagramas de distribuição de luminâncias - para céu claro e céu encoberto - com divisões de 10</p><p>o</p><p>em 10</p><p>o</p><p>, para</p><p>as altitudes solares de 15</p><p>o</p><p>, 30</p><p>o</p><p>, 45</p><p>o</p><p>, 60</p><p>o</p><p>, 75</p><p>o</p><p>, 90</p><p>o</p><p>As figuras de A.2 a A.7 referem-se à DCRL para céu claro e altitudes solares variando de 15</p><p>o</p><p>em 15</p><p>º</p><p>A figura A.8 refere-se a DCRL para céu encoberto.</p><p>Figura A.2 - Diagrama de Contribuição Relativa de Luz (DCRL) para céu claro,altitude solar de 15</p><p>0</p><p>.</p><p>Projeto 02:135.02-003:2003 15</p><p>Figura A.3 - Diagrama de Contribuição Relativa de Luz (DCRL) para céu claro, altitude solar de 30</p><p>0</p><p>.</p><p>Projeto 02:135.02-003:2003 16</p><p>Figura A.4 - Diagrama de Contribuição Relativa de Luz (DCRL) para céu claro, altitude solar de 45</p><p>0</p><p>.</p><p>Projeto 02:135.02-003:2003 17</p><p>Figura A.5 - Diagrama de Contribuição Relativa de Luz (DCRL) para céu claro, altitude solar de 60</p><p>0</p><p>.</p><p>Projeto 02:135.02-003:2003 18</p><p>Figura A.6 - Diagrama de Contribuição Relativa de Luz (DCRL) para céu claro, altitude solar de 75</p><p>0</p><p>.</p><p>Projeto 02:135.02-003:2003 19</p><p>Figura A.7 - Diagrama de Contribuição Relativa de Luz (DCRL) para céu claro, altitude solar de 90</p><p>0</p><p>.</p><p>Projeto 02:135.02-003:2003 20</p><p>Figura A.8 - Diagrama de Contribuição Relativa de Luz (DCRL) para céu encoberto.</p><p>Projeto 02:135.02-003:2003 21</p><p>A.3 - Diagramas para análise de obstrução e geometria da insolação para altitudes solares variando de 10</p><p>o</p><p>em 10</p><p>o</p><p>.</p><p>A figura A.9 é aplicada para a construção de máscaras, enquanto que as figuras seguintes são previstas para o hemisfério</p><p>Sul, com latitudes variando de 8</p><p>o</p><p>a -36</p><p>o</p><p>, em intervalos de 4</p><p>º</p><p>Figura A.9 - Diagrama usado para construção das máscaras.</p><p>Projeto 02:135.02-003:2003 22</p><p>A.4 – Diagramas de Trajetórias Solares Aparentes, confeccionados em projeção esteográfica, para latitudes de + 8</p><p>o</p><p>(N) até – 36</p><p>o</p><p>(S), variando de 4</p><p>o</p><p>em 4</p><p>o</p><p>.</p><p>Projeto 02:135.02-003:2003 23</p><p>Projeto 02:135.02-003:2003 24</p><p>Projeto 02:135.02-003:2003 25</p><p>Projeto 02:135.02-003:2003 26</p><p>Projeto 02:135.02-003:2003 27</p><p>Projeto 02:135.02-003:2003 28</p><p>Projeto 02:135.02-003:2003 29</p><p>Projeto 02:135.02-003:2003 30</p><p>Projeto 02:135.02-003:2003 31</p><p>Projeto 02:135.02-003:2003 32</p><p>Projeto 02:135.02-003:2003 33</p><p>______________________</p><p>Sede:</p><p>Rio de Janeiro</p><p>Av. Treze de Maio, 13 28º andar</p><p>CEP 20003-900 – Caixa Postal 1680</p><p>Rio de Janeiro – RJ</p><p>Tel.: PABX (21)3974-2300</p><p>Fax: (21) 2220-1762/2220-6436</p><p>Endereço eletrônico:</p><p>www.abnt.org.br</p><p>ABNT – Associação</p><p>Brasileira de</p><p>Normas Técnicas</p><p>Copyright © 2003,</p><p>ABNT–Associação Brasileira</p><p>de Normas Técnicas</p><p>Printed in Brazil/</p><p>Impresso no Brasil</p><p>Todos os direitos reservados</p><p>AGO/2003 Projeto 02:135.02-004</p><p>Iluminação natural – Parte 4:</p><p>Verificação experimental das</p><p>condições de iluminação interna de</p><p>edificações – Método de medição</p><p>Origem: Projeto 02:135.02-004:2003</p><p>ABNT/CB-02 – Comitê Brasileiro de Construção Civil</p><p>CE-02:135.02 – Comissão de Estudos de Iluminação Natural de Edificações</p><p>02:135.02-004 – Daylighting – Part 4: Experimental evaluation of internal</p><p>illuminance levels in buildings. Method of measurements</p><p>Descriptors: Daylighting. Internal experimental evaluation. Buildings. Method</p><p>Palavra(s)-chave: Iluminação natural. Avaliação</p><p>experimental. Especificações. Método de</p><p>medição.</p><p>13 páginas</p><p>Sumário</p><p>Prefácio</p><p>1 Objetivo</p><p>2 Referências normativas</p><p>3 Definições</p><p>4 Instrumentação</p><p>5 Métodos de medições</p><p>6 Procedimentos</p><p>7 Expressão dos resultados</p><p>ANEXOS</p><p>A Campo Visual</p><p>B Ambientes de medição: condições de céu</p><p>C Planilha para medições de luminância em cd/m</p><p>2</p><p>D Referências bibliográficas</p><p>Prefácio</p><p>A ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas – é o Fórum Nacional de Normalização. As Normas Brasileiras, cujo</p><p>conteúdo é de responsabilidade dos Comitês Brasileiros (ABNT/CB) e dos Organismos de Normalização Setorial (ONS),</p><p>são elaboradas por Comissões de Estudo (ABNT/CE), formadas por representantes dos setores envolvidos, delas fazendo</p><p>parte: produtores, consumidores e neutros (universidades, laboratórios e outros).</p><p>Os Projetos de Norma Brasileira, elaborados no âmbito dos ABNT/CB e ONS circulam para Consulta Pública entre os</p><p>associados da ABNT e demais interessados.</p><p>Esta Norma faz parte de um conjunto de quatro normas referentes à iluminação natural, a saber:</p><p>Parte 1 - Conceitos básicos e definições, Parte 2 - Procedimentos de cálculo para a estimativa da disponibilidade de luz</p><p>natural e Parte 3 - Procedimento de cálculo para a determinação da luz natural em ambientes internos.</p><p>O anexo C é de caráter normativo e os anexos A, B e D são de caráter informativo.</p><p>1 Objetivo</p><p>Esta Norma prescreve métodos para a verificação experimental das condições de iluminância e luminância de ambientes</p><p>internos.</p><p>Projeto 02:135.02-004:2003 2</p><p>2 Referências normativas</p><p>As normas relacionadas a seguir contêm disposições que, ao serem citadas neste texto, constituem prescrições para esta</p><p>Norma Brasileira. As edições indicadas estavam em vigor no momento desta publicação. Como toda norma está sujeita a</p><p>revisão, recomenda-se àqueles que realizam acordos com base nesta que verifiquem a conveniência de se usarem as</p><p>edições mais recentes das normas citadas a seguir. A ABNT possui a informação das Normas Brasileiras em vigor em um</p><p>dado momento.</p><p>Projeto 02:135.02-001:1998 Iluminação natural - Parte 1: Conceitos básicos e definições</p><p>Projeto 02:135.02-002: 1998 Iluminação natural – Parte 2: Procedimentos de cálculo para a estimativa da disponibilidade</p><p>de luz natural.</p><p>Projeto 02:135.02-003: 1998 Iluminação natural – Parte 3: Procedimento de cálculo para a determinação da iluminação</p><p>natural em ambientes internos.</p><p>NBR 5413:1991 - Iluminância de interiores - Procedimento.</p><p>NBR 5461:1991 - Iluminação: Terminologia.</p><p>3 Definições</p><p>Para os efeitos desta Norma aplicam-se as definições da NBR 5461 e as dos projetos 02:135.02-001 e 02:135.02-002.</p><p>4. Instrumentação</p><p>4.1 Tipos de instrumentos</p><p>Para a medição de grandezas fotométricas são utilizados fotômetros - conforme detalhados em 4.1.1 e 4.1.2 - ou seja,</p><p>instrumentos que possuem um sensor fotométrico para medição de radiação visível (luz), cuja resposta espectral</p><p>apresente um erro máximo de 6%, com relação à sensibilidade do olho humano. Esta Norma recomenda o uso de</p><p>sensores de silício.</p><p>4.1.1 Luxímetros</p><p>As medidas de iluminância são realizadas com o auxílio de fotômetros denominados luxímetros, os quais consistem de um</p><p>sensor fotométrico, geralmente de silício ou selênio, com um filtro de correção óptica, conectado a um circuito de</p><p>tratamento do sinal (linearização e amplificação) com um visor digital ou analógico.</p><p>4.1.2. Luminancímetros</p><p>As medidas de luminância são realizadas com o auxílio de fotômetros denominados luminancímetros, os quais consistem</p><p>essencialmente dos mesmos elementos que os luxímetros mas com a adição de elementos óticos (lentes) apropriados</p><p>para captar o brilho de objetos contidos num determinado ângulo sólido e medir a intensidade luminosa proveniente deste</p><p>ângulo sólido. A resolução ótica dos luminancímetros varia de 20</p><p>o</p><p>(95 msr) até 1/3</p><p>o</p><p>(26,5 sr) recomenda-se o uso de</p><p>instrumentos com resolução menor ou igual a 1</p><p>o</p><p>(239 sr) de ângulo sólido.</p><p>4.2. Dimensão dos sensores</p><p>As medições das condições internas de iluminação, verificadas através de sensores fotométricos, caracterizam condições</p><p>pontuais de iluminação. Portanto, as fotocélulas devem ter as menores dimensões possíveis.</p><p>Recomenda-se, para modelos arquitetônicos em escala reduzida (ver item 5.1.1), que não se utilize sensores maiores do</p><p>que 0,03 m</p><p>2</p><p>na escala do modelo. Para sensores circulares, o seu diâmetro não deve ser superior a 20 cm na escala do</p><p>modelo.</p><p>NOTA: Exemplificando: para um modelo executado em escala 1:20, o diâmetro máximo aceitável para o sensor será d = 20/20 = 1 cm; em</p><p>escala 1:40, d = 20/40 = 0,5 cm.</p><p>4.3 Qualidade dos instrumentos</p><p>É determinada através dos seguintes fatores:</p><p>a) resposta espectral: o sensor deve estar corrigido para apresentar uma sensibilidade espectral próxima à curva de</p><p>sensibilidade do olho humano. A figura 1, mostra a curva óptica padrão do olho humano proposta pela CIE</p><p>1</p><p>. Como se</p><p>pode perceber, o olho humano não responde igualmente a todos os comprimentos de onda da faixa visível do</p><p>espectro luminoso. A máxima sensibilidade encontra-se numa faixa entre o verde e o amarelo (550 nm), sendo</p><p>bastante baixa para o violeta e o vermelho.</p><p>1</p><p>Commission Internacionale d’Eclairage</p><p>Projeto 02:135.02-004:2003 3</p><p>0</p><p>10</p><p>20</p><p>30</p><p>40</p><p>50</p><p>60</p><p>70</p><p>80</p><p>90</p><p>100</p><p>U</p><p>lt</p><p>ra</p><p>v</p><p>io</p><p>le</p><p>ta</p><p>4</p><p>0</p><p>0</p><p>V</p><p>io</p><p>le</p><p>ta</p><p>4</p><p>5</p><p>0</p><p>A</p><p>z</p><p>u</p><p>l</p><p>5</p><p>0</p><p>0</p><p>V</p><p>e</p><p>rd</p><p>e</p><p>5</p><p>5</p><p>0</p><p>A</p><p>m</p><p>a</p><p>re</p><p>lo</p><p>6</p><p>0</p><p>0</p><p>L</p><p>a</p><p>ra</p><p>n</p><p>ja</p><p>6</p><p>5</p><p>0</p><p>V</p><p>e</p><p>rm</p><p>e</p><p>lh</p><p>o</p><p>7</p><p>0</p><p>0</p><p>In</p><p>fr</p><p>a</p><p>v</p><p>e</p><p>rm</p><p>e</p><p>lh</p><p>o</p><p>Comprimento de onda (nm)</p><p>R</p><p>e</p><p>s</p><p>p</p><p>o</p><p>s</p><p>ta</p><p>e</p><p>s</p><p>p</p><p>e</p><p>c</p><p>tr</p><p>a</p><p>l</p><p>(%</p><p>)</p><p>Figura 1 - Curva óptica padrão da CIE (Fonte: CIE 18.2 [1983]).</p><p>b) sensibilidade à temperatura: a sensibilidade das fotocélulas à variação de temperatura é influenciada pela</p><p>resistência do circuito associado a elas. Quando a resistência é alta, as variações de temperatura podem causar erros</p><p>nas medidas. Desta forma, recomenda-se que as fotocélulas sejam utilizadas em ambientes com temperatura em</p><p>torno de 25 C, devendo-se evitar o seu uso em ambientes com temperatura abaixo de 15 C e acima de 50 C, salvo</p><p>recomendações específicas do fabricante</p><p>NOTA: As fotocélulas de selênio são consideradas mais sensíveis à temperatura do que as de silício.</p><p>c) resposta ao efeito cosseno: é a resposta do medidor para luz incidente na fotocélula em diferentes ângulos. Desta</p><p>forma, a iluminância E fornecida por uma fonte de luz incidente que forma um ângulo  com a normal  à fotocélula</p><p>deve ser dada pela expressão 1, conforme mostra a figura 2. Os medidores que, eventualmente, não apresentem esta</p><p>correção constituem uma fonte de erros quando usados para medir iluminância produzida por um fluxo luminoso vindo</p><p>de várias direções. Para a luz incidente em ângulos  que se afastam muito da normal, a refletividade dos materiais</p><p>tende a aumentar, provocando a distorção de leitura. Erro máximo admitido conforme tabela 1.</p><p>E = E . cos ...1)</p><p></p><p>E</p><p>E</p><p></p><p>Figura 2 - Efeito cosseno.</p><p>d) resposta à linearidade: quanto maior a resistência do circuito associado à fotocélula, maior será a não-linearidade</p><p>de resposta para iluminâncias elevadas.</p><p>e) acurácia: caracteriza o erro total associado ao instrumento e deve ser de, no máximo, 10%, conforme indicado na</p><p>tabela 1.</p><p>Projeto 02:135.02-004:2003 4</p><p>A tabela 1, indica os erros máximos aceitáveis para os cinco fatores</p><p>determinantes da qualidade dos instrumentos. Estes</p><p>erros caracterizam instrumentos de qualidade intermediária e devem ser verificados através de catálogos ou diretamente</p><p>com os fabricantes.</p><p>Tabela 1 - Erros máximos aceitáveis</p><p>1</p><p>.</p><p>Fator Erro</p><p>Resposta espectral 6%</p><p>Sensibilidade à temperatura 1%/ K</p><p>Resposta ao efeito cosseno 3%</p><p>Resposta à linearidade 2%</p><p>Acurácia 10%</p><p>4.4 Recomendações de utilização</p><p>Para garantir a precisão e a continuidade das medições, as seguintes recomendações, relativas aos instrumentos, devem</p><p>ser observadas:</p><p>a) calibrar periodicamente ;</p><p>b) evitar choques de qualquer natureza ;</p><p>c) não expor às intempéries e aos limites de umidade e temperatura recomendados pelo fabricante;</p><p>d) guardar os instrumentos em seus estojos, após a utilização, certificando-se que estejam desligados e sem bateria.</p><p>5 Métodos de medições</p><p>5.1 Medições de iluminância</p><p>As medições de iluminância podem ser realizadas em ambientes reais ou em modelos físicos executados em escala</p><p>reduzida.</p><p>5.1.1 Modelos arquitetônicos em escala reduzida</p><p>Modelos em escala são ferramentas de projeto que podem ser utilizados para avaliação de vários aspectos do projeto do</p><p>edifício, bem como a sua forma, orientação, fachadas e, principalmente, para o estudo da iluminação natural nos espaços</p><p>internos, visto que considerações a respeito da iluminação de ambientes constituem a medida mais efetiva no controle das</p><p>qualidades visuais destes ambientes.</p><p>Ao contrário de outros modelos físicos - nos quais o comportamento do fenômeno físico (transmitância térmica, tensões</p><p>estruturais, fluxo de ar etc) sofre distorções pelo efeito da escala - o modelo para iluminação não requer compensações em</p><p>função da escala. Como o comprimento de onda da luz visível é extremamente reduzido em comparação ao tamanho dos</p><p>modelos em escala, um modelo arquitetônico que represente com fidelidade um espaço real, exposto às mesmas</p><p>condições de céu e mantendo a mesma geometria e as mesmas características das superfícies, apresenta um padrão de</p><p>distribuição da iluminação interna idêntico.</p><p>Portanto, como a luz não sofre distorções, as medições, neste caso, têm como objetivo avaliar as condições de iluminação</p><p>do ambiente ainda em fase de projeto, através da execução de maquetes, permitindo a adoção de sistemas de aberturas</p><p>mais eficientes e uma melhor orientação dos componentes construtivos.</p><p>Para avaliações em modelos reduzidos, cuidados devem ser tomados quanto à dimensão dos sensores a serem adotados</p><p>conforme detalhado em 4.2.</p><p>5.1.2 Ambientes reais</p><p>As medições em ambientes reais (avaliação in loco), têm como objetivo avaliar as condições de iluminação natural do</p><p>ambiente construído, em condições reais de ocupação e utilização.</p><p>5.2 Medições de luminância</p><p>Quando uma parte da luz incidente sobre uma superfície é refletida, o olho humano perceberá a superfície como uma fonte</p><p>de luz. O brilho observado é chamado de luminância, que depende da posição e da direção em que o usuário olha (ver</p><p>anexo A).</p><p>As luminâncias também podem ser medidas em modelos em escala reduzida ou em ambientes reais.</p><p>NOTAS:</p><p>1 O ofuscamento fisiológico (impedimento da visão) ocorre a partir de 25.000 cd/m</p><p>2</p><p>.</p><p>2 Os olhos podem ser facilmente danificados pela visão direta da luz solar que apresenta uma luminância 1000 vezes maior que o limite</p><p>máximo aceitável.</p><p>1</p><p>Fonte: CIE 69[1987]</p><p>Projeto 02:135.02-004:2003 5</p><p>6 Procedimentos</p><p>6.1 Medições de iluminância</p><p>6.1.1 Condições de céu</p><p>Medições podem ser desenvolvidas em condições simuladas (céu artificial) ou reais (sob condições de céu real), conforme</p><p>descrito no anexo B.</p><p>6.1.2 Medições em modelos</p><p>As seguintes recomendações devem ser seguidas:</p><p>a) construir modelos em escala não menor do que 1:40;</p><p>b) garantir que todas as superfícies estejam presentes (modelos secionados não são adequados);</p><p>c) adequar as refletividades das superfícies e representar o mais corretamente possível as refletividades das</p><p>superfícies reais;</p><p>d) evitar modelos mal executados onde possam ocorrer vazamentos de luz em suas juntas;</p><p>e) garantir que as obstruções externas apresentem tamanhos e refletividades corretas;</p><p>f) modelar adequadamente os detalhes das aberturas; e</p><p>g) planejar com antecedência as posições das medições.</p><p>6.1.3 Medições em ambientes reais</p><p>Para uma avaliação mais precisa dos níveis de iluminação, os procedimentos seguintes para as medidas devem ser</p><p>observados:</p><p>a) considerar a quantidade de luz no ponto e no plano onde a tarefa for executada, seja horizontal, vertical ou em</p><p>qualquer outro ângulo;</p><p>b) manter o sensor paralelo à superfície a ser avaliada ou deixá-lo sobre a superfície cujos níveis de iluminação estão</p><p>sendo medidos;</p><p>c) atentar para o nivelamento da fotocélula quando ela não for mantida sobre a superfície de trabalho e sim na mão da</p><p>pessoa que faz as medições, pois pequenas diferenças na posição podem acarretar grandes diferenças na medição;</p><p>d) evitar sombras sobre a fotocélula, acarretada pela posição de pessoas em relação a ela, a não ser que seja</p><p>necessário para a caracterização de um posto de trabalho;</p><p>e) verificar, sempre que possível, o nível de iluminação em uma superfície de trabalho, com e sem as pessoas que</p><p>utilizam estes ambientes em suas posições, desta forma, é possível verificar eventuais falhas de leiaute;</p><p>f) expor a fotocélula à luz aproximadamente cinco minutos antes da primeira leitura, evitando-se sua exposição a</p><p>fontes luminosas muito intensas, como por exemplo, raios solares;</p><p>g) realizar as medições num plano horizontal a 75 cm do piso quando a altura da superfície de trabalho não é</p><p>especificada ou conhecida.</p><p>Em virtude da variação freqüente das condições de céu ao longo do dia e do ano, para valores mais precisos de níveis de</p><p>iluminação, deve-se verificá-lo em diferentes horas do dia (horário legal) e também em diferentes épocas do ano.</p><p>Para levantamentos nos quais não seja possível um monitoramento da iluminação natural ao longo do ano recomenda-se</p><p>verificar a iluminância nas condições de céu mais representativas do local nos seguintes períodos:</p><p>a) em um dia próximo ao solstício de verão (22 de dezembro);</p><p>b) em um dia próximo ao solstício de inverno (22 de junho);</p><p>c) de duas horas em duas horas a partir do início do expediente (horário legal).</p><p>Projeto 02:135.02-004:2003 6</p><p>6.1.4 Iluminância em planos de trabalho</p><p>Para avaliação da iluminância em postos de trabalho deve-se fazer medições em uma quantidade de pontos suficiente</p><p>para caracterizar adequadamente tal plano.</p><p>6.1.4.1 Quantidade de pontos</p><p>Para determinar o número mínimo de pontos necessários para verificação do nível de iluminação natural com erro inferior a</p><p>10% deve-se determinar o Índice do Local (K) pela expressão 2 e recorrer à tabela 2.</p><p>L)(C . H</p><p>L . C</p><p>K</p><p>m </p><p></p><p>...2)</p><p>Onde:</p><p>L é a largura do ambiente, em metros [m];</p><p>C é o comprimento do ambiente, em metros [m];</p><p>Hm é a distância vertical em metros entre a superfície de trabalho e o topo da janela, em metros [m], conforme indica a</p><p>figura 3.</p><p>Tabela 2 - Quantidade mínima de pontos a serem medidos</p><p>1</p><p>.</p><p>K N</p><p>o</p><p>de Pontos</p><p>K  1 9</p><p>1  K  2 16</p><p>2  K  3 25</p><p>K  3 36</p><p>Salienta-se que este índice caracteriza um número mínimo de pontos a serem medidos e que este deve ser aumentado</p><p>para que se consiga simetria nas medições e sempre que se desejar uma melhor caracterização da iluminância do</p><p>ambiente.</p><p>NOTA: Caso não haja disponibilidade de sensores em número suficiente recomenda-se a normalização dos dados conforme item 7.1.</p><p></p><p>Hm</p><p>Peitoril</p><p></p><p>H’m</p><p>  Superfície de</p><p>trabalho</p><p>Figura 3 - Determinação de Hm.</p><p>Quando o</p><p>peitoril da janela estiver mais de um metro acima do plano de trabalho, deve-se tomar Hm como a distância</p><p>vertical entre a superfície de trabalho e o peitoril (H’m).</p><p>1</p><p>Fonte: CIBSE [1984]</p><p>Projeto 02:135.02-004:2003 7</p><p>6.1.4.2 Malha de pontos para medições</p><p>O ambiente interno deve ser dividido em áreas iguais, com formato próximo ou igual a um quadrado.</p><p>A iluminância E é medida no centro de cada área, conforme mostra a figura 4.</p><p></p><p>0,50 m</p><p></p><p>   </p><p>E1 E2 E3 E4</p><p></p><p>    d1</p><p>E5 E6 E7 E8</p><p></p><p></p><p>d1/2</p><p></p><p>    d2/2 </p><p>E9 E10 En-1 En</p><p> 0,50 m   d2</p><p></p><p>Figura 4 - Malha de pontos para medições.</p><p>Deve-se planejar a malha evitando pontos muito próximos às paredes. Para isto, recomenda-se um afastamento mínimo</p><p>de 0,50 m. Sempre que possível deve-se fazer d1 = d2.</p><p>6.1.4.3 Medição da iluminância externa de referência</p><p>Recomenda-se a medição da iluminância externa horizontal na condição mais desobstruída possível. O sensor, entretanto,</p><p>deve estar protegido da incidência dos raios diretos do sol.</p><p>6.2 Medições de luminância</p><p>Para avaliar as condições de brilho da superfície de trabalho utilizada por um usuário e do entorno próximo, deve-se</p><p>realizar medidas de luminância como a seguir:</p><p>a) medir luminâncias na área central de desenvolvimento da atividade visual;</p><p>b) medir luminâncias nas áreas adjacentes que influenciam no desenvolvimento da atividade visual;</p><p>c) medir luminâncias de superfícies muito brilhantes mesmo que não estejam dentro do campo visual de 120º;</p><p>d) determinar as luminâncias mesmo quando a superfície, dentro do ângulo sólido de 60</p><p>o</p><p>ou de 120</p><p>o</p><p>, estiver em um</p><p>plano diferente daquele da superfície de trabalho;</p><p>Recomenda-se ainda:</p><p>a) direcionar o sensor para a superfície ou objetos em estudo, certificando-se que estejam contidos no ângulo sólido</p><p>do sensor;</p><p>b) certificar-se que o sensor esteja o mais próximo possível do que seria a posição dos olhos do ocupante do posto de</p><p>trabalho.</p><p>A tabela 3 apresenta as posições características de um ambiente de trabalho que devem ter as luminâncias avaliadas.</p><p>Para cada posição deve-se medir a luminância em diferentes pontos: A, B, C etc, anotando-os na planilha do anexo C</p><p>Projeto 02:135.02-004:2003 8</p><p>Tabela 3 - Posições para medição de luminâncias</p><p>Posições</p><p>Luminância</p><p>[cd/m</p><p>2</p><p>]</p><p>A B C D E</p><p>Luminária a 45</p><p>o</p><p>acima do nível dos olhos</p><p>Luminária a 30</p><p>o</p><p>acima do nível dos olhos</p><p>Luminária a 15</p><p>o</p><p>acima do nível dos olhos</p><p>Forro acima da luminária</p><p>Forro entre luminárias</p><p>Parte superior da parede ou o forro adjacente à luminária</p><p>Parte superior da parede entre duas luminárias</p><p>Parede ao nível dos olhos</p><p>Piso</p><p>Cortinas</p><p>Janelas</p><p>Tarefa</p><p>Área central da tarefa</p><p>Área adjacente da tarefa</p><p>Maior luminância no campo de visão</p><p>NOTA: A, B, C, D e E são pontos de observação dentro do ambiente.</p><p>Para as medições de distribuição de luminâncias sugere-se a utilização de uma planilha que caracterize o campo de visão</p><p>do observador, conforme indicado na figura 5.</p><p>0</p><p>60</p><p>120</p><p>0</p><p>30</p><p>60</p><p>90</p><p>120</p><p>150</p><p>180</p><p>210</p><p>240</p><p>270</p><p>300</p><p>330</p><p>Figura 5 - Planilha para medição de luminâncias.</p><p>Para levantamento de luminâncias em postos de trabalho, recomenda-se complementar a utilização desta planilha com as</p><p>informações indicadas nos anexos A e C.</p><p>7. Expressão dos resultados</p><p>7.1 Procedimento para normalização de dados</p><p>Para normalizar dados de iluminação natural, visando a comparação entre diferentes estudos, sugere-se a utilização da</p><p>expressão 3.</p><p>T F</p><p>B</p><p>A. B</p><p>A</p><p>1</p><p>12</p><p>2 </p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p>...3)</p><p>Onde:</p><p>A2 é a projeção do nível de iluminação interna no edifício, em lux [lx];</p><p>B2 é a iluminação de referência, na região onde se localiza o edifício, determinada através do projeto 02:135.02-002;</p><p>A1 é o nível de iluminação interno, medido no modelo em estudo, em lux [lx];</p><p>B1 é a iluminação de referência , medida no modelo em estudo, em lux [lx];</p><p>Projeto 02:135.02-004:2003 9</p><p>F é o fator de manutenção para os vidros (conforme tabela 4);</p><p>T é a transmissividade do vidro, valor adimensional (sugere-se, para o vidro comum 3 mm, T = 0,85).</p><p>Tabela 4 – Fator de manutenção típico para fechamentos envidraçados</p><p>1</p><p>.</p><p>Tipo de ambiente Fator de manutenção conforme a posição da abertura</p><p>Vertical Inclinada horizontal</p><p>Limpo 0,9 0,8 0,7</p><p>Industrial 0,8 0,7 0,6</p><p>Muito sujo 0,7 0,6 0,5</p><p>7.2 Iluminância média</p><p>Para determinar a iluminância média deve-se fazer uma análise estatística simplificada para verificar a existência de</p><p>valores espúrios para pontos com iguais afastamentos da janela. Caso exista dúvida a respeito da confiabilidade de algum</p><p>valor, este também deve ser descartado.</p><p>A iluminância média ( E ) sobre a superfície de trabalho deve ser determinada para verificar se o ambiente atinge a</p><p>especificação de projeto.</p><p>Desta forma, a iluminância média será a média aritmética de todos os n pontos medidos conforme mostra a expressão 4.</p><p>n</p><p>E...EE</p><p>E n21 </p><p></p><p>...4)</p><p>Quando as áreas de abrangência dos pontos medidos não forem iguais, deve-se utilizar uma média ponderada conforme</p><p>expressão 5.</p><p>total</p><p>nn2211</p><p>A</p><p>.AE....AE.AE</p><p>E</p><p></p><p></p><p>...5)</p><p>NOTA: A iluminância média caracteriza adequadamente apenas os ambientes iluminados artificialmente ou com iluminação zenital</p><p>uniformemente distribuída.</p><p>7.3 Representação gráfica dos resultados</p><p>Para uma análise completa da iluminância no ambiente construído, deve-se verificar a variação e distribuição de</p><p>iluminância através das curvas isolux, a iluminância sobre a superfície total de trabalho e a uniformidade de iluminância</p><p>sobre as superfícies de trabalho e seu entorno próximo.</p><p>Conhecendo-se a variação da iluminação natural com o afastamento da janela, percebe-se que um nível médio de</p><p>iluminação pode não representar adequadamente a iluminância do espaço interno.</p><p>Para estudar a variação da iluminação natural no ambiente pode-se utilizar as curvas isolux que são traçadas pelos pontos</p><p>com igual iluminância.</p><p>Desta forma, estas curvas representam a variação de iluminância no ambiente e indicam as partes do ambiente onde se</p><p>fará necessário o uso de iluminação artificial para suprir as necessidades mínimas.</p><p>______________________</p><p>/ANEXO A</p><p>1</p><p>Fonte: REA [2000]</p><p>Projeto 02:135.02-004:2003 10</p><p>Anexo A (informativo)</p><p>Campo visual</p><p>A.1 Extensão do campo</p><p>A extensão do campo visual de uma pessoa pode ser dividido em duas porções, uma monocular (através de um único</p><p>olho) e outra binocular (através dos dois olhos) .</p><p>O campo monocular é definido, aproximadamente, por 60</p><p>o</p><p>na parte superior (limitado pela testa), 70</p><p>o</p><p>na parte inferior</p><p>(limitado pela face), 60</p><p>o</p><p>na parte limitada pelo nariz e 90</p><p>o</p><p>na parte limitada pela têmpora.</p><p>A sobreposição dos campos monoculares de cada olho forma o campo visual binocular com um ângulo central de 120</p><p>o</p><p>percebido por ambos os olhos, conforme indica a figura A1.</p><p>Figura A1- Campo normal de visão</p><p>1</p><p>.</p><p>A porção central representa o campo de visão de ambos os olhos (binocular) e as porções laterais, aquilo que é visto</p><p>isoladamente pelos olhos esquerdo e direito.</p><p>A região escura representa a área que não pode ser percebida, limitada pela testa, face e nariz.</p><p>O campo visual pode variar consideravelmente em função da anatomia facial, no entanto, a curva acima fornece uma</p><p>indicação bastante precisa do campo visual</p><p>para pessoas com anatomia facial normal.</p><p>A.2 Área central e adjacente</p><p>Com base na definição de campo visual pode-se estabelecer uma área para determinação de luminâncias dentro de um</p><p>ângulo sólido de 120</p><p>o</p><p>(3,1416 sr).</p><p>Define-se uma área central (a) para determinação de luminâncias dentro de um ângulo sólido de 60</p><p>o</p><p>(0,842 sr) e uma área</p><p>adjacente (b) entre o ângulo sólido de 60</p><p>o</p><p>(0,842 sr) e os 120</p><p>o</p><p>(3,1416 sr) proporcionados pela visão binocular. A figura A.2</p><p>exemplifica estas informações.</p><p>ab</p><p>Figura A2- Área central e adjacente.</p><p>_____________________</p><p>/ANEXO B</p><p>1</p><p>Fonte: Rea [1993]</p><p>a igual à área central</p><p>b igual à área adjacente</p><p>Projeto 02:135.02-004:2003 11</p><p>Anexo B (informativo)</p><p>Ambientes de medição: condições de céu</p><p>B.1 Céu artificial</p><p>Estes céus proporcionam um ambiente facilmente controlável, estável e reproduzível, permitindo que várias alternativas de</p><p>projeto sejam testadas exatamente sob as mesmas condições de céu.</p><p>A maioria dos céus artificial simula condições de céu fixas (uniforme ou encoberto) , com ou sem luz direta do sol.</p><p>Existem dois tipos básicos de céus artificiais, descritos a seguir: o hemisférico (domo) e o retilíneo (caixa de espelhos).</p><p>a) céu hemisférico (domo): o céu hemisférico pode simular a luminância do céu de duas formas:</p><p>- reflexão em superfície refletora da luz projetada por uma série de lâmpadas posicionadas ao redor da base;</p><p>- conjunto de lâmpadas espalhadas pela superfície do domo, com intensidade controlada, permitindo a fácil</p><p>incorporação da luz direta do sol pelo controle individualizado da intensidade das lâmpadas de acordo com a posição</p><p>do sol.</p><p>b) céu retilíneo (caixa de espelhos): a caixa de espelhos integra um forro plano luminoso com paredes espelhadas</p><p>para criar um horizonte infinito por múltiplas reflexões; desta forma simula apenas a distribuição de céu encoberto.</p><p>NOTA: Apesar de sua utilidade no processo de medições com modelos, céus artificiais são normalmente de grandes dimensões, caros e</p><p>exigem calibração e manutenção apropriadas.</p><p>B.2 Céu real</p><p>As medições com céu real configuram-se em um procedimento mais fácil e barato.</p><p>Entretanto, a variabilidade das condições pode introduzir erros nos valores absolutos.</p><p>Para se superar este problema costuma-se realizar medições relativas pela leitura da iluminação externa e produzir taxas</p><p>percentuais que caracterizam o desempenho do sistema de iluminação natural, conforme o projeto 02:135.02-003.</p><p>Recomenda-se que todas as medições sejam feitas simultaneamente uma vez que medições com céu real caracterizam-se</p><p>pela dificuldade de reprodução das condições experimentais.</p><p>A obtenção de dados quantitativos precisos de iluminação é um aspecto importante da modelagem física em escala uma</p><p>vez que, pelo menos dois sensores são necessários, um para o exterior e outro para o interior, no sentido de produzir</p><p>dados normalizados para serem usados em análises e comparações com diferentes condições de céu.</p><p>_____________________</p><p>/ANEXO C</p><p>Projeto 02:135.02-004:2003 12</p><p>Anexo C ( normativo)</p><p>Planilha para medições de luminâncias em cd/m</p><p>2</p><p>Sala:</p><p>Posição na sala:</p><p>Ocupante do posto de trabalho:</p><p>Data: / /</p><p>Horário:</p><p>0</p><p>60</p><p>120</p><p>0</p><p>30</p><p>60</p><p>90</p><p>120</p><p>150</p><p>180</p><p>210</p><p>240</p><p>270</p><p>300</p><p>330</p><p>Desenho esquemático do campo visual [graus]</p><p>Luminâncias de superfícies muito brilhantes fora do campo visual:</p><p>Equipamento utilizado:</p><p>Referência a esta Norma:</p><p>Responsável pelas medições:</p><p>_____________________</p><p>/ANEXO D</p><p>Projeto 02:135.02-004:2003 13</p><p>Anexo D ( informativo )</p><p>Referências bibliográficas</p><p>D.1 Para a elaboração deste texto, foram analisadas as informações e os algorítmos propostos das seguintes fontes de</p><p>referência:</p><p>CIBSE (1994): “Code for interior lighting”. The Chartered Institution of Building Services Engineers, UK.</p><p>CIE 18.2 (1983): “The Basis of Physical Photometry”. Publication CIE N</p><p>o</p><p>18.2 (TC-1.2). Commission Internationale de</p><p>L’Éclairage, France.</p><p>CIE 69 (1987): “Methods of characterizing illuminance meters and luminance meters: performance, characteristics and</p><p>specifications”. Publication CIE N</p><p>o</p><p>69. Commission Internationale de L’Éclairage, Austria.</p><p>Moore, F. (1991): “Concepts and Practice of Architectural Daylighting”. Van Nostrand Reinhold, New York.</p><p>Rea, M. (Ed.) (2000): “IESNA Reference Handbook”, Ninth Edition. Illuminating Engineering Society of North America, USA.</p><p>_____________________</p><p>pela luz que entra através dos fechamentos superiores dos</p><p>espaços internos.</p><p>3.1.19 sistema de iluminação natural: Componentes ou série de componentes agrupados numa edificação para a</p><p>admissão da luz natural.</p><p>3.1.20 zênite: Ponto situado na porção mais elevada do hemisfério celeste; caracterizado pelo ângulo de altura máximo de</p><p>90</p><p>o</p><p>.</p><p>3.1.21 zona (ou fuso) horária: Uma das 24 zonas longitudinais estabelecidas para proporcionar uma seqüência regular de</p><p>variação da hora civil, de exatamente uma hora, entre duas zonas adjacentes.</p><p>3.2 Componentes da iluminação natural</p><p>3.2.1 Gerais</p><p>3.2.1.1 componente de condução de luz: Espaço destinado a guiar e/ou distribuir a luz natural na direção do interior da</p><p>edificação, de um componente de passagem para outro.</p><p>3.2.1.2 componente de passagem de luz: Elemento da edificação que conecta dois ambientes iluminados, permitindo</p><p>que a luz passe de um para o outro.</p><p>3.2.1.3 componente de passagem global: Componente de passagem de luz que faz parte da envolvente de um volume</p><p>construído, composto por superfície de material transparente ou translúcido, envolvendo total ou parcialmente o ambiente</p><p>iluminado, permitindo entrada abundante de luz natural.</p><p>3.2.1.4 componente de passagem lateral: Componente de passagem de luz que está situado em fechamentos verticais</p><p>internos ou externos da edificação, separando dois ambientes iluminados, permitindo a penetração de luz lateral.</p><p>3.2.1.5 componente de passagem zenital: Componente de passagem de luz que está situado em fechamentos</p><p>horizontais internos ou externos da edificação, separando dois ambientes iluminados permitindo a entrada zenital de luz a</p><p>espaços inferiores.</p><p>3.2.1.6 espaço luminoso intermediário: Componente de condução de luz que faz parte do perímetro da edificação</p><p>guiando e distribuindo a luz natural para espaços internos agregados.</p><p>3.2.1.7 espaço luminoso interno: Componente de condução de luz que faz parte da porção interior da edificação guiando</p><p>e distribuindo luz natural para zonas específicas da edificação sem acesso direto ao exterior.</p><p>3.2.2 Classificatórias</p><p>3.2.2.1 átrio: Espaço luminoso interno envolvido lateralmente pelas paredes da edificação e coberto com materiais</p><p>transparentes ou translúcidos que admitem luz a ambientes internos da edificação ligados ao átrio por componentes de</p><p>passagem.</p><p>3.2.2.2 clarabóia: Abertura situada numa cobertura plana ou inclinada que permite a entrada zenital de luz natural e pode</p><p>permitir também ventilação.</p><p>3.2.2.3 cobertura dente de serra: Série de superfícies paralelas inclinadas com aberturas verticais ou inclinadas num dos</p><p>lados que permite entrada zenital de luz natural proporcionando uma iluminação potencialmente mais difusa e uniforme.</p><p>3.2.2.4 cobertura translúcida: Fechamento horizontal parcialmente constituído de materiais translúcidos que separa</p><p>ambientes externos e internos ou dois ambientes internos superpostos, permitindo a entrada zenital de luz natural.</p><p>3.2.2.5 cúpula: Cobertura hemisférica vazada ou construída com materiais translúcidos permitindo iluminação zenital e</p><p>cobrindo toda ou a maior parte do espaço abaixo.</p><p>3.2.2.6 duto de sol: Espaço luminoso interno não habitável especialmente projetado para conduzir a luz direta do sol para</p><p>ambientes internos sem acesso direto ao exterior, sendo suas superfícies feitas de materiais com elevada reflexão.</p><p>3.2.2.7 estufa: Espaço luminoso intermediário agregado à edificação por uma de suas faces, tendo as outras faces</p><p>separadas do exterior por uma estrutura suporte com superfícies transparentes ou translúcidas.</p><p>NOTA: Pode apresentar aberturas para ventilação, podendo também admitir luz e radiação solar direta aos espaços internos.</p><p>3.2.2.8 fachada cortina: Envolvente translúcida ou transparente contínua, sem função estrutural, que separa o interior do</p><p>exterior de uma edificação, permitindo a penetração lateral de luz natural ou radiação solar, visão ao exterior e</p><p>normalmente não permite a ventilação.</p><p>3.2.2.9 fachada translúcida: Paredes externas feitas de materiais translúcidos compondo parte da envolvente externa da</p><p>edificação permitindo a penetração difusa de luz natural.</p><p>Projeto 02:135.02-001:2003 4</p><p>3.2.2.10 galeria: Espaço luminoso intermediário agregado à edificação destinado a levar luz natural a porções internas da</p><p>edificação, podendo ser aberto ao exterior (galeria aberta) ou fechado com vidro (galeria fechada).</p><p>3.2.2.11 janela: Abertura num fechamento vertical cujo limite inferior está acima do nível do piso, permitindo a penetração</p><p>lateral da luz e/ou radiação solar, visão ao exterior e ventilação natural.</p><p>3.2.2.12 janela de cobertura: Seção elevada da cobertura com aberturas laterais, permitindo a entrada zenital de luz</p><p>natural e possibilitando também a ventilação.</p><p>3.2.2.13 lanternim: Elevação coberta da porção mais elevada da cobertura apresentando aberturas laterais nas faces</p><p>opostas permitindo iluminação zenital e ventilação.</p><p>3.2.2.14 membrana: Superfície translúcida ou transparente que envolve o ambiente total ou parcialmente, permitindo</p><p>entrada global de luz natural e proporcionando elevados níveis de iluminação com baixo contraste.</p><p>3.2.2.15 pátio: Espaço luminoso externo envolvido lateralmente pelas fachadas de um ou mais edifícios e aberto ao</p><p>exterior através do topo ou, algumas vezes, lateralmente, permitindo ventilação natural e entrada de luz natural em</p><p>espaços contíguos.</p><p>3.2.2.16 poço de luz: Espaço luminoso interno que conduz a luz natural para porções internas da edificação.</p><p>NOTA: Suas superfícies geralmente apresentam acabamento com alta refletância.</p><p>3.2.2.17 sacada: Abertura em fechamento vertical com limite inferior ao nível do piso, permitindo o acesso de pessoas ao</p><p>exterior, permitindo penetração lateral de luz e/ou radiação solar, visão ao exterior e ventilação natural.</p><p>3.2.2.18 varanda: Espaço luminoso intermediário agregado à edificação ao nível térreo, aberto ao exterior permitindo a</p><p>entrada de luz natural a porções do edifício diretamente conectadas à varanda através de componentes de passagem.</p><p>3.3 Elementos de Controle</p><p>3.3.1 beiral: Elemento de controle o qual é parte integrante da edificação, projetando-se horizontalmente a partir da</p><p>fachada acima de um componente de passagem, protegendo os ambientes internos obstruindo parcial ou totalmente da</p><p>radiação solar direta.</p><p>3.3.2 cortina: Elemento de controle feito de material flexível opaco ou difusor colocado internamente a um componente de</p><p>passagem para proteger o ambiente interno do sol direto, luz natural e vista.</p><p>3.3.3 elemento de controle: Dispositivo especialmente projetado para regular a admissão de luz através de um</p><p>componente de passagem.</p><p>3.3.4 elemento vazado: Elemento de controle externo composto por módulos vazados ou superfícies com perfurações que</p><p>cobrem totalmente um componente de passagem, permitindo a passagem de luz natural e ventilação natural.</p><p>NOTA: Dependendo de sua geometria pode interceptar totalmente a radiação solar direta a certos ângulos de incidência.</p><p>3.3.5 filtro solar: Elemento de controle - fixo ou regulável - que cobre inteiramente a superfície de uma abertura,</p><p>protegendo o ambiente interno da radiação solar direta e permitindo ventilação regulável.</p><p>3.3.6 pára-sol ou quebra-sol: Elemento de controle composto por superfícies opacas e reguláveis que cobre totalmente a</p><p>abertura.</p><p>3.3.7 peitoril: Elemento de controle disposto horizontalmente na parte inferior da abertura o qual reflete e redireciona a luz</p><p>natural incidente para os espaços internos.</p><p>3.3.8 persiana: Elemento de controle interno ou externo composto de lâminas - fixas ou móveis, ajustáveis conforme o</p><p>ângulo de incidência solar e exigências de sombreamento - dispostas em espaçamentos regulares cobrindo toda a</p><p>abertura, podendo ser recolhido para os lados ou para cima.</p><p>3.3.9 prateleira-de-luz: Elemento de controle colocado horizontalmente num componente de passagem vertical,</p><p>acima do nível</p><p>de visão, definindo uma porção superior e inferior, protegendo o ambiente interno contra a</p><p>radiação solar direta e redirecionando a luz natural para o teto.</p><p>3.3.10 proteção solar: Elemento de controle de superfície contínua opaca que protege o componente de passagem contra</p><p>os raios diretos do sol, podendo refletir luz natural para o interior.</p><p>3.3.11 separador ativo: Elemento de controle colocado num componente de passagem que separa dois ambientes</p><p>permitindo a modificação das propriedades óticas de certos materiais pela aplicação de um campo elétrico externo.</p><p>3.3.12 separador convencional: Elemento de controle colocado num componente de passagem que divide dois</p><p>ambientes enquanto permitindo a visão e passagem de luz.</p><p>3.3.13 separador prismático: Elemento de controle colocado num componente de passagem que separa dois ambientes</p><p>redirecionando a luz em função de suas características óptico-geométricas.</p><p>3.3.14 separador seletivo: Elemento de controle colocado num componente de passagem que separa dois ambientes</p><p>modificando as características da radiação que passa por ele, difundindo-a, redirecionando-a ou controlando sua</p><p>intensidade dependendo do tratamento específico recebido.</p><p>3.3.15 superfície separadora: Elemento de controle constituído de material translúcido ou transparente que separa dois</p><p>ambientes iluminados permitindo a passagem de luz mas detendo o ar e, em alguns casos, a visão.</p><p>Projeto 02:135.02-001:2003 5</p><p>3.3.16 tampão: Elemento de controle que consiste de uma superfície opaca contínua externa ou interna que cobre</p><p>totalmente uma abertura, podendo ser dobrada ou rebatida para os lados da abertura.</p><p>3.3.17 tela flexível: Elemento de controle que intercepta parcial ou totalmente a luz direta do sol difundindo a luz natural,</p><p>permitindo a ventilação mas impedindo a visão ao exterior, podendo ser móvel para eliminar anterior.</p><p>3.3.18 tela rígida: Elemento de controle rígido e opaco que redireciona e/ou intercepta a radiação solar direta incidente</p><p>sobre o componente de passagem, consistindo normalmente de estrutura fixa, não podendo ser regulado.</p><p>3.3.19 toldo: Elemento de controle feito de material flexível opaco ou difusor disposto externamente a um componente de</p><p>passagem para protegê-lo contra a insolação direta.</p><p>3.3.20 veneziana: Elemento de controle constituído por uma série de lâminas - fixas ou móveis - externamente dispostas</p><p>as quais cobrem totalmente o lado externo de uma abertura.</p><p>NOTA: Dependendo do posicionamento das lâminas, a radiação solar direta incidente pode ser obstruída e/ou refletida e/ou redirecionada</p><p>para o interior.</p><p>______________________</p><p>Sede:</p><p>Rio de Janeiro</p><p>Av. Treze de Maio, 13 28º andar</p><p>CEP 20003-900 – Caixa Postal 1680</p><p>Rio de Janeiro – RJ</p><p>Tel.: PABX (21)3974-2300</p><p>Fax: (21) 2220-1762/2220-6436</p><p>Endereço eletrônico:</p><p>www.abnt.org.br</p><p>ABNT – Associação</p><p>Brasileira de</p><p>Normas Técnicas</p><p>Copyright © 2003,</p><p>ABNT–Associação Brasileira</p><p>de Normas Técnicas</p><p>Printed in Brazil/</p><p>Impresso no Brasil</p><p>Todos os direitos reservados</p><p>AGO/2003 Projeto 02:135.02-002</p><p>Iluminação natural – Parte 2:</p><p>Procedimentos de cálculo para a</p><p>estimativa da disponibilidade de luz</p><p>natural</p><p>Origem: Projeto 02:135.02-002:2003</p><p>ABNT/CB-02 – Comitê Brasileiro de Construção Civil</p><p>CE-02:135.02 – Comissão de Estudos de Iluminação Natural de Edificações</p><p>02:135.02-002 – Daylighting – Part 1: Calculation of dayligth availability -</p><p>Procedure</p><p>Descriptors: Daylighting calculation availability. Procedure</p><p>Palavra(s)-chave: Iluminação natural. Cálculo.</p><p>Disponibilidade. Procedimento</p><p>17 páginas</p><p>Sumário</p><p>Prefácio</p><p>1 Objetivo</p><p>2 Referências normativas</p><p>3 Definições</p><p>4 Determinação dos parâmetros relativos à geometria da insolação</p><p>5 Condições do céu: distribuição de luminâncias, céu claro, encoberto e céu parcialmente encoberto ou intermediário</p><p>ANEXOS</p><p>A - Tabela de valores da relação Lp / Lz para diferentes alturas</p><p>B - Referências bibliográficas</p><p>Prefácio</p><p>A ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas – é o Fórum Nacional de Normalização. As Normas Brasileiras, cujo</p><p>conteúdo é de responsabilidade dos Comitês Brasileiros (ABNT/CB) e dos Organismos de Normalização Setorial (ONS),</p><p>são elaboradas por Comissões de Estudo (ABNT/CE), formadas por representantes dos setores envolvidos, delas fazendo</p><p>parte: produtores, consumidores e neutros (universidades, laboratórios e outros).</p><p>Os Projetos de Norma Brasileira, elaborados no âmbito dos ABNT/CB e ONS circulam para Consulta Pública entre os</p><p>associados da ABNT e demais interessados.</p><p>Esta Norma faz parte de um conjunto de quatro normas referentes à iluminação natural, a saber: Parte 1 - Conceitos</p><p>básicos e definições, Parte 3 - Procedimento de cálculo para a determinação da luz natural em ambientes internos e a</p><p>Parte 4 - Verificação experimental das condições de iluminação interna de edificações. Método de ensaio.</p><p>O anexo A é de caráter normativo e o anexo B é de caráter informativo.</p><p>Introdução</p><p>A luz natural que incide no ambiente construído é composta basicamente pela luz direta do sol e luz difundida na atmosfera</p><p>(abóbada celeste). O primeiro passo no desenvolvimento do projeto de sistemas de iluminação natural consiste no</p><p>conhecimento da disponibilidade de luz proporcionada por estas fontes.</p><p>A disponibilidade de luz natural é a quantidade de luz em um determinado local, em função de suas características</p><p>geográficas e climáticas, que se pode dispor por um certo período de tempo. Dados e técnicas para a estimativa das</p><p>condições de disponibilidade de luz natural são importantes para a avaliação do desempenho final de um projeto em</p><p>termos de conforto visual e consumo de energia. Isto refere-se à maneira como varia a quantidade de luz durante o dia e</p><p>Projeto 02:135.02-002:2003 2</p><p>épocas do ano, quanto dura essa iluminação ao longo do dia e os motivos pelos quais as localidades dispõe de mais ou</p><p>menos luz face aos parâmetros que influem no cálculo da disponibilidade da luz natural , tais como:</p><p>a) os dados relativos à posição do sol;</p><p>b) as épocas da determinação, como o dia e o mês do ano;</p><p>c) latitude e longitude geográficas; e</p><p>d) e tipo do céu.</p><p>1 Objetivo</p><p>Esta Norma estabelece procedimentos estimativos de cálculo da disponibilidade da luz natural em planos horizontais e</p><p>verticais externos, para condições de céu claro, encoberto e parcialmente encoberto ou intermediário.</p><p>Esta Norma é uma referência básica para desenvolvimento de ferramentas de projeto e trabalhos de pesquisa, uma vez</p><p>que não é direcionada apenas para projetistas, mas também para qualquer pesquisador interessado na área.</p><p>NOTAS:</p><p>1 Os valores estimados da disponibilidade de luz natural para uma localidade qualquer, de acordo com os procedimentos apresentados</p><p>nesta Norma, não devem ser entendidos como valores instantâneos, mas como referenciais para projeto. São dados obtidos por</p><p>algoritmos universalmente aceitos que, por sua vez, derivam de valores medidos e de modelos estimativos desenvolvidos em diversos</p><p>países ao longo de várias décadas. Os valores assim determinados apresentam boa confiabilidade, pois levam em conta aspectos da</p><p>órbita solar relativa a cada latitude, dia e mês do ano, assim como distintas condições atmosféricas.</p><p>2 Os algoritmos apresentados nesta Norma podem ser utilizados no desenvolvimento de programas computacionais.</p><p>2 Referência normativa</p><p>As normas relacionadas a seguir contêm disposições que, ao serem citadas neste texto, constituem prescrições para esta</p><p>Norma Brasileira. As edições indicadas estavam em vigor no momento desta publicação. Como toda norma está sujeita a</p><p>revisão, recomenda-se àqueles que realizam acordos com base nesta que verifiquem a conveniência de se usarem as</p><p>edições mais recentes das normas citadas a seguir. A ABNT possui a informação das Normas Brasileiras</p><p>em vigor em um</p><p>dado momento.</p><p>NBR 5461:1991 - Iluminação: Terminologia.</p><p>Projeto 02:135.02-001:1998 Iluminação natural - Parte 1: Conceitos básicos e definições</p><p>Projeto 02:135.02-004:1998 Iluminação natural - Parte 4: Verificação experimental das condições de iluminação interna de</p><p>edificações. Método de ensaio.</p><p>IES RP-21:1991 – Calculation of Daylight Availability.</p><p>3 Definições</p><p>Para os efeitos desta Norma aplicam-se as definições da NBR 5641, do projeto 02:135.02-001 e as seguintes:</p><p>3.1 condições de céu: É a aparência da abóbada celeste quando vista por um observador situado na superfície terrestre,</p><p>que está relacionada à distribuição espacial da sua emissão de luz.</p><p>NOTAS:</p><p>1 Devido à complexidade de distribuição de diferentes condições reais do céu, esta Norma referenciará três tipos de céus, quais sejam:</p><p>céu claro, céu encoberto e céu parcialmente encoberto ou intermediário, não sendo levada em consideração a condição de céu uniforme,</p><p>que se caracteriza pela uniformidade da luminância em todos os pontos da abóboda celeste, devido à inexistência dessa situação em</p><p>condições reais.</p><p>2 O termo céu é adotado nesta Norma como sinônimo de abóboda celeste.</p><p>3.1.1 céu claro: Condição na qual dada a inexistência de nuvens e baixa nebulosidade, as reduzidas dimensões das</p><p>partículas de água fazem com que apenas os baixos comprimentos de onda, ou seja a porção azul do espectro emirjam</p><p>em direção à superfície da terra, conferindo a cor azul, característica do céu.</p><p>NOTAS:</p><p>1 Nestas condições, o céu apresenta sua porção mais escura a 90</p><p>o</p><p>do sol e sua parte mais brilhante ao redor deste, conforme indicado na</p><p>figura 1. O céu tende a ser mais brilhante nas regiões próximas à linha do horizonte.</p><p>2 A luminância de qualquer ponto da abóbada celeste é correlacionada com a luminância do zênite, em função da posição do ponto</p><p>considerado com relação ao zênite e ao sol, conforme expressão 19 (ver figura 6, item 5.2).</p><p>Projeto 02:135.02-002:2003 3</p><p>Figura 1- Distribuição de luminâncias para céu claro</p><p>1</p><p>.</p><p>3.1.2 céu encoberto: Condição de céu na qual as nuvens preenchem toda a superfície da abóbada celeste.</p><p>NOTAS:</p><p>1 Este tipo de céu resulta da reflexão/refração da luz direta do sol, para todos os comprimentos de onda, em grandes partículas de água</p><p>em suspensão na atmosfera. O resultado é uma abóbada cinza-claro, com a porção zenital apresentando uma luminância três vezes</p><p>maior que a porção próxima à linha do horizonte, conforme mostrado na figura 2.</p><p>2 A luminância de um ponto qualquer da abóbada celeste é correlacionada com a luminância do zênite, dada em função da posição do</p><p>ponto considerado em relação ao zênite, conforme expressão 27 (ver item 5.4.1).</p><p>Figura 2 - Distribuição de luminâncias para céu encoberto</p><p>1</p><p>.</p><p>1</p><p>Fonte: Moore [1991]</p><p>Projeto 02:135.02-002:2003 4</p><p>3.1.3 céu parcialmente encoberto ou intermediário: Condição de céu na qual a luminância de um dado elemento será</p><p>definida para uma dada posição do sol sob uma condição climática intermediária que ocorre entre os céus padronizados</p><p>como céu claro e totalmente encoberto.</p><p>NOTAS:</p><p>1 A luminância do ponto depende da altura solar, da mesma maneira que para o céu claro padronizado.</p><p>2 O sol e sua auréola ao redor, são excluídos desta distribuição de luminâncias.</p><p>3.2 declinação solar (s): É o ângulo entre o raio do sol, do ponto de vista do observador e com vértice neste, e o</p><p>equador celeste, ou seja, a inclinação do eixo da terra em relação a elíptica da trajetória, compreendida entre os limites : -</p><p>23,45º  s  + 23,45º</p><p>NOTA: Os valores da declinação do sol são positivos quando o sol apresenta-se ao norte do equador celeste e negativos quando o</p><p>mesmo apresenta-se ao sul, a figura 3 mostra este parâmetro geográfico do sol.</p><p>Figura 3 - Desenho esquemático apresentando o ângulo de declinação solar ().</p><p>3.3 altura solar ( s ): É o ângulo entre o raio do sol e o horizonte, do ponto de vista do observador. É obtido em função da</p><p>hora do dia, da época do ano e da latitude e longitude geográfica do local considerado.</p><p>NOTA: A variação da altura é de 0</p><p>o</p><p>a 90</p><p>o</p><p>, sendo que, quando o sol encontra-se no zênite sua altura é igual a 90</p><p>o</p><p>.</p><p>3.4 azimute solar (s): É o ângulo entre o norte geográfico e o plano vertical que passa pelo centro do sol, do ponto de</p><p>vista do observador e com vértice neste, estando compreendido entre:</p><p>0</p><p>o</p><p> s  360º medido a partir do norte no sentido horário.</p><p>NOTA: O azimute solar é função da hora do dia, época do ano e coordenadas geográficas do local considerado.</p><p>A figura 4 mostra os parâmetros geográficos conceituados.</p><p>1</p><p>Fonte: Moore [1991]</p><p>Projeto 02:135.02-002:2003 5</p><p>Figura 4 - Altura e azimute solar.</p><p>4 Determinação dos parâmetros relativos à geometria da insolação</p><p>4.1 Determinação da declinação solar</p><p>A declinação solar ( s ) , considerando-a como função exclusivamente da época do ano, é calculada através da seguinte</p><p>expressão:</p><p>s = 23,45º * sen (29,7º M + 0,98º D - 109º) ...1)</p><p>Onde:</p><p>s é a declinação solar, em graus;</p><p>M é o número do mês do ano, sendo igual a 1 para janeiro e 12 para dezembro; e</p><p>D é o número do dia do mês, variando de 1 a 30 ou de 1 a 31, exceto para o mês de fevereiro.</p><p>A tabela 1 indica, para cada mês, os valores numéricos (i) e (M) dos meses, a declinação solar (s), as iluminâncias solares</p><p>extraterrestres (Eext) e as equações horárias (xh), para os dias 21 de cada mês.</p><p>Tabela 1 - Iluminâncias solares extraterrestres (Eext) e equações horárias (xh) .</p><p>Mês M Dia i S</p><p>EEXT</p><p>[lx]</p><p>xh</p><p>[h]</p><p>Janeiro 1 21 0 -20,041 131.605 -0,185</p><p>Fevereiro 2 21 31 -11,376 130.327 -0,228</p><p>Março 3 21 59 0,278 128.482 -0,123</p><p>Abril 4 21 90 11,859 126.198 0,022</p><p>Maio 5 21 120 20,325 124.327 0,058</p><p>Junho 6 21 151 23,450 123.266 -0,025</p><p>Julho 7 21 181 20,414 123.359 -0,105</p><p>Agosto 8 21 212 12,014 124.586 -0,059</p><p>Setembro 9 21 243 0,458 126.623 0,112</p><p>Outubro 10 21 273 -11,218 128.833 0,258</p><p>Novembro 11 21 304 -19,947 130.746 0,239</p><p>Dezembro 12 21 334 -23,435 131.741 0,049</p><p>4.2 Determinação da altura solar</p><p>A altura solar é determinada pela seguinte expressão:</p><p>s = arc sen [sen  * sen s - cos  * cos s * cos (15º.hs)] ...2)</p><p>Onde:</p><p>s é a altura solar, em graus;</p><p> é a latitude do local, em graus (negativo caso localizado ao sul do equador); e</p><p>hs é a hora solar verdadeira, dada pela expressão:</p><p>Projeto 02:135.02-002:2003 6</p><p> </p><p>cx</p><p>15</p><p>hh h</p><p>p</p><p>s </p><p></p><p></p><p>...3)</p><p>h é a hora local marcada no relógio;</p><p> é a longitude do local, em graus, (positivo caso localizado a oeste de Greenwich);</p><p>p é a longitude do meridiano padrão do local, em graus e múltiplo de 15;</p><p>xh é a expressão horária, dada por:</p><p>xh = 0,170.sen[1,93 (J) - 154,4] - 0,129.sen[1,01 (J) - 8,08] ...4)</p><p>Esta expressão horária é o termo de correção entre a hora solar e a hora do relógio, causada devido às flutuações da</p><p>duração do dia solar e a órbita elíptica da terra compreendida entre os limites :</p><p>- 14 min 17 s  xh  + 16 min 25 s (ver tabela 1).</p><p>c é a correção do horário de verão, quando em vigor (igual a 1 para o verão e 0 para o inverno);</p><p>J é o dia Juliano, dado por J = i + D, onde i é o valor numérico mensal, fornecido pela Tabela 1 e D é o dia do mês.</p><p>4.3 Determinação do azimute solar</p><p>O azimute do sol é determinado através das seguintes expressões:</p><p> </p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p> </p><p></p><p>s</p><p>sss</p><p>s</p><p>γ cos</p><p>h 15 coscosδ senφsenδ cosφ</p><p>arccosα</p><p>para hs  12h00min ...5)</p><p>s</p><p>12h00min - 24h00min</p><p>= 360º - s</p><p>para hs > 12h00min ...6)</p><p>5 Condições do céu: distribuição de luminâncias, céu claro, céu encoberto e céu parcialmente encoberto ou</p><p>intermediário</p><p>5.1 Caracterização das condições do céu:</p><p>Para a caracterização das condições do céu, é utilizado o método da cobertura do céu preconizado pela NOAA (EUA),</p><p>sendo que a cobertura é estimada visualmente pela observação do montante de cobertura de nuvens. Esta cobertura de</p><p>nuvens é estimada em percentual e expressa numa escala de 0 a 100%.</p><p>Assim sendo apresenta-se as seguintes condições de céus:</p><p>- céu claro: 0% a 35%</p><p>- céu parcial: 35% a 75%</p><p>- céu encoberto: 75% a 100%</p><p>5.2 Distribuição de luminâncias</p><p>A abóbada celeste é considerada como um hemisfério de raio infinito e unitário, tendo no centro o ponto de estudo</p><p>considerado.</p><p>A iluminância devida a esta abóbada, pode ser determinada a partir da distribuição de luminâncias do céu. Ao integrar-se a</p><p>contribuição de luz proveniente de cada porção da abóbada por todo o hemisfério, através da sua luminância, tem-se a</p><p>iluminância total no plano horizontal.</p><p>Para se determinar a distribuição de luminâncias do céu, a abóbada celeste deve ser subdividida em zonas, assumindo-se</p><p>um valor de luminância único para cada zona.</p><p>A figura 5 apresenta uma subdivisão com 220 zonas com variações angulares de altura e azimute múltiplas de 10</p><p>o</p><p>; esta é</p><p>a subdivisão empregada no método gráfico apresentado no projeto 02:135.02-004. Observa-se que quanto maior a</p><p>subdivisão maior a precisão atingida.</p><p>Projeto 02:135.02-002:2003 7</p><p>Figura 5 - Subdivisão da abóbada celeste em 220 zonas (projeção estereográfica).</p><p>Para a adequada compreensão das expressões da luminância do céu, precisa-se conhecer os ângulos de posição do sol</p><p>(vide 3.2, 3.3 e 3.4) e de posição do ponto P (centro da zona), definidos pelos ângulos de altura da zona (p) e diferença</p><p>azimutal (s - p) entre o sol e o ponto P, conforme mostrado na figura 6.</p><p>Figura 6 – Coordenadas do sol e de um ponto P (centro de uma zona) genérico no céu</p><p>  </p><p></p><p>d . d . cos . cos . ),L(=E</p><p>2</p><p>0=</p><p>2</p><p>0</p><p>π</p><p>α</p><p>π</p><p>γ</p><p>...7)</p><p>Onde:</p><p>L(,) é a distribuição de luminâncias, em função do azimute  e da altura  da zona do céu P;</p><p> é o ângulo entre as normais da zona do céu e da superfície iluminada (de incidência), em graus.</p><p>Resolvendo a integral dupla, vem:</p><p>iiii</p><p>n</p><p>1i</p><p>i cos . cos . ),(L . E </p><p></p><p>...8)</p><p>Onde:</p><p>n é o número de subdivisões da abóbada celeste;</p><p>i é o ângulo sólido através do qual é vista a zona i, esterradiano [sr].</p><p>Projeto 02:135.02-002:2003 8</p><p>5.3 Céu claro</p><p>A iluminação oriunda de céu claro é considerada como a soma das parcelas de iluminação devido à luz direta do sol e</p><p>devido à irradiação do céu, chamada também de parcela difusa da luz natural.</p><p>5.3.1 Determinação da iluminância devido ao sol em um plano horizontal</p><p>É obtida através da seguinte expressão:</p><p>Esh = Es * sen s ...9)</p><p>Onde:</p><p>Esh é a iluminância em um plano horizontal, em lux;</p><p>Es é a iluminância devido ao sol, perpendicular ao plano de incidência, em lux, dada por:</p><p>Es = Eext * exp (-c.m.T) ...10)</p><p>Eext é a iluminância solar extraterrestre, devido à órbita da terra, é dada em função da época do ano, em lux;</p><p>Eext = Eext. média { 1+ 0,034 . cos[0,986 (J) - 1,973]} ...11)</p><p>Eext. média é a constante de iluminação solar, tomada à meia distância entre a terra e o sol, em quilolux [klx], igual a</p><p>127.500 lux;</p><p>c é o coeficiente de extinção ou dissipação atmosférica, dado por:</p><p>c = 0,1 / (1 + 0,0045 m) ...12)</p><p>m é massa de ar óptica, que simplificadamente para locais próximos ao nível do mar e alturas solares superiores a</p><p>10</p><p>o</p><p>, pode ser determinada por:</p><p>m = 1 / (sen s) ...13)</p><p>T é o fator de turvamento, coeficiente, adimensional, atmosférico através do qual a iluminação é atenuada.</p><p>O fator de turvamento é variável de acordo com as condições de poluição atmosférica do local, podendo ser considerado</p><p>conforme indicado na tabela 2.</p><p>Tabela 2: Fatores de turvamento</p><p>1</p><p>.</p><p>Região</p><p>Fator de turvamento</p><p>T</p><p>ar perfeitamente limpo e seco 1,0</p><p>ar seco em áreas montanhosas 1,5</p><p>áreas rurais 2,5</p><p>áreas urbanas 3,0 a 5,5</p><p>áreas industriais > 5,5</p><p>5.3.2 Determinação da iluminância devido ao sol em um plano vertical</p><p>A iluminância em um plano vertical pode ser determinada pela seguinte expressão:</p><p>Esv = Es * cos  ...14)</p><p>Onde:</p><p>Esv é a iluminância devido ao sol em um plano vertical, em quilolux [klx];</p><p>Es é a iluminância devido ao sol, perpendicular ao plano de incidência, em quilolux [klx];</p><p> é o ângulo de incidência, distância angular entre a normal à elevação e o raio do sol, dado por:</p><p> = arc cos [cos s * cos z] ...15)</p><p>z é o ângulo azimutal entre o sol e a normal à elevação;</p><p>z = s - e;</p><p>e é o azimute da elevação (fachada).</p><p>Relacionando a iluminância devido ao sol em um plano vertical, com a iluminância devido ao sol em um plano horizontal,</p><p>vem:</p><p>Esv = Esh . cotg s * cos (s - e) ...16)</p><p>1</p><p>Fonte: Tregenza [1993]</p><p>Projeto 02:135.02-002:2003 9</p><p>ou se:</p><p>cotg s * cos (s - e) = k ...17)</p><p>Onde:</p><p>k é o coeficiente de relação entre a iluminância no plano vertical e horizontal, devido ao sol, em função da altura do sol</p><p>(s), e da diferença azimutal (z) entre o sol e a elevação (ver tabela 3 ).</p><p>Esv = Esh * k ...18)</p><p>Tabela 3 - Fator k de relação entre iluminâncias no plano vertical e horizontal, devido ao sol, para a condição de</p><p>céu claro.</p><p>|azimute do sol - azimute da elevação|</p><p>0</p><p>o</p><p>10</p><p>o</p><p>20</p><p>o</p><p>30</p><p>o</p><p>40</p><p>o</p><p>50</p><p>o</p><p>60</p><p>o</p><p>70</p><p>o</p><p>80</p><p>o</p><p>90</p><p>o</p><p>10</p><p>o</p><p>5,67 5,59 5,33 4,91 4,34 3,65 2,84 1,94 0,98 0,00</p><p>15</p><p>o</p><p>3,73 3,68 3,51 3,23 2,86 2,40 1,87 1,28 0,65 0,00</p><p>20</p><p>o</p><p>2,75 2,71 2,58 2,38 2,10 1,77 1,37 0,94 0,48 0,00</p><p>25</p><p>o</p><p>2,14 2,11 2,02 1,86 1,64 1,38 1,07 0,73 0,37 0,00</p><p>30</p><p>o</p><p>1,73 1,71 1,63 1,50 1,33 1,11 0,87 0,59 0,30 0,00</p><p>35</p><p>o</p><p>1,43 1,41 1,34 1,24 1,09 0,92 0,71 0,49 0,25 0,00</p><p>40</p><p>o</p><p>1,19 1,17 1,12 1,03 0,91 0,77 0,60 0,41 0,21 0,00</p><p>45</p><p>o</p><p>1,00 0,98 0,94 0,87 0,77 0,64 0,50 0,34 0,17 0,00</p><p>50</p><p>o</p><p>0,84 0,83 0,79 0,73 0,64 0,54 0,42 0,29 0,15 0,00</p><p>55</p><p>o</p><p>0,70 0,69 0,66 0,61 0,54 0,45 0,35 0,24 0,12 0,00</p><p>60</p><p>o</p><p>0,58 0,57 0,54 0,50 0,44 0,37 0,29 0,20 0,10 0,00</p><p>65</p><p>o</p><p>0,47 0,46 0,44 0,40 0,36 0,30 0,23 0,16 0,08 0,00</p><p>70</p><p>o</p><p>0,36 0,36 0,34 0,32 0,28 0,23 0,18 0,12 0,06 0,00</p><p>75</p><p>o</p><p>0,27 0,26 0,25 0,23 0,21 0,17 0,13 0,09 0,05 0,00</p><p>80</p><p>o</p><p>0,18 0,17 0,17 0,15 0,14 0,11 0,09 0,06 0,03 0,00</p><p>85</p><p>o</p><p>0,09 0,09 0,08 0,08 0,07 0,06 0,04 0,03 0,02 0,00</p><p>90</p><p>o</p><p>0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00</p><p>5.3.3 Determinação da iluminância devido ao céu (abóbada celeste) num plano horizontal</p><p>Esta relação citada, está mostrada pela expressão:</p><p>)f(Z . 0,27385</p><p>)f( . )f(</p><p>=</p><p>L</p><p>L</p><p>0Z</p><p>P </p><p>...19)</p><p>Onde:</p><p>Lz é a luminância do zênite, para a condição de céu claro, em quilocandela por metro quadrado [kcd/m</p><p>2</p><p>], ou:</p><p>Lz = 0,3 + 3,0 * tan s ...20)</p><p>f() - função entre a posição do ponto P e o sol, dada por:</p><p>f() = 0,91 + 10 * exp (-3. ) + 0,45 * cos</p><p>2</p><p> ...21)</p><p>f() - função da distância angular entre o ponto P e o zênite (  = 90º- p ):</p><p>f() = 1 - exp (-0,32 . sec ) ...22)</p><p>f(Z0) - função da distância angular entre o sol e o zênite ( z0 = 90º- s ):</p><p>f(Z0) = 0,91 + 10 * exp(-3.z0) + 0,45 * cos</p><p>2</p><p>z0 ...23)</p><p>Valores da relação LP/LZ para diferentes alturas, obtidos pela equação 19, encontram-se no anexo A, tabelas de A.1 a A.6.</p><p>A luminância da abóbada celeste é função não somente da distribuição espacial com relação ao zênite e a posição do sol,</p><p>como também da luminância absoluta do zênite.</p><p>Altura</p><p>solar</p><p>Projeto 02:135.02-002:2003 10</p><p>Nesta Norma, a luminância absoluta do zênite</p><p>pode ser obtida através da razão da iluminância horizontal produzida pela</p><p>abóbada celeste Ech e a luminância do zênite Lz, apresentada na tabela 4 em função da altura solar.</p><p>A Ech é calculada através das expressões 24 e 25.</p><p>Tabela 4- Relação entre iluminância horizontal e luminância do zênite, aplicável a céu claro e parcialmente</p><p>encoberto</p><p>1</p><p>.</p><p>Altura solar</p><p>(s)</p><p>Ech/Lz</p><p>Altura solar</p><p>(s)</p><p>Ech/Lz</p><p>0</p><p>o</p><p>2,212 50</p><p>o</p><p>1,362</p><p>5</p><p>o</p><p>2,272 55</p><p>o</p><p>1,185</p><p>10</p><p>o</p><p>2,299 60</p><p>o</p><p>1,015</p><p>15</p><p>o</p><p>2,293 65</p><p>o</p><p>0,858</p><p>20</p><p>o</p><p>2,242 70</p><p>o</p><p>0,715</p><p>25</p><p>o</p><p>2,155 75</p><p>o</p><p>0,589</p><p>30</p><p>o</p><p>2,036 80</p><p>o</p><p>0,479</p><p>35</p><p>o</p><p>1,887 85</p><p>o</p><p>0,386</p><p>40</p><p>o</p><p>1,721 90</p><p>o</p><p>0,308</p><p>45</p><p>o</p><p>1,543</p><p>Desta forma, a distribuição de luminâncias para o céu claro pode ser determinada pela equação 19 e pelos valores da</p><p>relação entre a iluminância horizontal e a luminância do zênite, obtida através da tabela 4.</p><p>Embora a maneira correta e completa de se determinar a iluminância devido ao céu seja a apresentada na expressão 19, a</p><p>iluminância devido à abóbada celeste também pode ser estimada de maneira bem simplificada segundo as expressões:</p><p>Ech = 0,8 + 15,5 * ssen</p><p>para T = 3,00 (condição de céu limpo) ...24)</p><p>Ech = (0,9 + 6,5 * tans) para T = 5,50 (condição de céu turvo) ...25)</p><p>Onde:</p><p>Ech é a iluminância devido ao céu, em um plano horizontal, em quilolux [klx];</p><p>s é a altura do sol, em graus.</p><p>5.3.4 Determinação da iluminância devido ao céu em um plano vertical</p><p>É dada pela seguinte expressão e tabela 5:</p><p>Ecv = Ech * V ...26)</p><p>Onde:</p><p>ECV é a iluminância devido ao céu, em um plano vertical, em quilolux [klx];</p><p>V é o fator iluminação vertical de meio céu, obtido em função da altura solar ( s ) e a diferença azimutal entre o sol e a</p><p>elevação ( |s - e| ), ver tabela 5.</p><p>Tabela 5 – Valores para V</p><p>|azimute do sol - azimute da elevação|</p><p>0</p><p>o</p><p>15</p><p>o</p><p>30</p><p>o</p><p>45</p><p>o</p><p>60</p><p>o</p><p>75</p><p>o</p><p>90</p><p>o</p><p>105</p><p>o</p><p>120</p><p>o</p><p>135</p><p>o</p><p>150</p><p>o</p><p>165</p><p>o</p><p>180</p><p>o</p><p>0</p><p>o</p><p>1,76 1,71 1,58 1,38 1,14 0,89 0,68 0,55 0,49 0,47 0,46 0,46 0,46</p><p>15</p><p>o</p><p>1,70 1,66 1,53 1,32 1,08 0,82 0,60 0,47 0,40 0,37 0,36 0,36 0,36</p><p>30</p><p>o</p><p>1,35 1,32 1,22 1,06 0,88 0,68 0,52 0,41 0,35 0,32 0,31 0,30 0,30</p><p>45</p><p>o</p><p>1,01 0,99 0,92 0,82 0,70 0,57 0,46 0,38 0,33 0,30 0,28 0,28 0,27</p><p>60</p><p>o</p><p>0,74 0,73 0,69 0,63 0,56 0,49 0,42 0,37 0,33 0,30 0,29 0,28 0,28</p><p>75</p><p>o</p><p>0,53 0,53 0,51 0,49 0,46 0,43 0,40 0,37 0,35 0,33 0,32 0,31 0,31</p><p>90</p><p>o</p><p>0,38 0,38 0,38 0,38 0,38 0,38 0,38 0,38 0,38 0,38 0,38 0,38 0,38</p><p>1</p><p>Fonte: IES - RP21[1991]</p><p>s</p><p>Projeto 02:135.02-002:2003 11</p><p>5.4 Céu encoberto</p><p>A iluminação oriunda de céu encoberto é determinada a partir da distribuição de luminâncias do céu.</p><p>5.4.1 Determinação da distribuição de luminâncias</p><p>A expressão abaixo representa a razão entre a luminância de um ponto P da abóbada celeste e a luminância do zênite,</p><p>sendo função apenas da distância angular entre o ponto P e o horizonte (p)</p><p>3</p><p>)sen . 2+(1</p><p>L</p><p>L P</p><p>Z</p><p>P </p><p></p><p>...27)</p><p>Onde:</p><p>Lz é a luminância do zênite, para céu encoberto, em quilocandela por metro quadrado [kcd/m</p><p>2</p><p>], sendo dado pela</p><p>expressão:</p><p>Lz = 0,123 + 8,6.sens ...28)</p><p>p é a altura do ponto P, em graus.</p><p>A luminância do zênite para céu encoberto também pode, alternativamente, ser estimada a partir da razão:</p><p>778,0</p><p>E</p><p>L ceh</p><p>z </p><p>...29)</p><p>Tabela 6 - Razão LP/LZ para condição de céu encoberto</p><p>p 5</p><p>o</p><p>15</p><p>o</p><p>25</p><p>o</p><p>35</p><p>o</p><p>45</p><p>o</p><p>55</p><p>o</p><p>65</p><p>o</p><p>75</p><p>o</p><p>85</p><p>o</p><p>LP/LZ 0,391 0,506 0,615 0,716 0,805 0,879 0,937 0,977 0,997</p><p>5.4.2 Determinação da iluminância em um plano horizontal</p><p>A iluminância em um plano horizontal, para a condição de céu encoberto, pode ser obtida integrando-se a distribuição de</p><p>luminâncias conforme 5.2 (ver expressão 7), ou simplificadamente pode ser determinada pelas seguintes expressões:</p><p>Eceh = 0,3 + 21 * sens ...30)</p><p>Onde:</p><p>Eceh é a Iluminância absoluta em um plano horizontal, em quilolux [klx], para céu encoberto;</p><p>s é a altura do sol, em graus.</p><p>5.4.3 Iluminância em um plano vertical</p><p>A iluminância em um plano vertical (Ecev) é dada pela seguinte expressão:</p><p>Ecev = 0,396 * Eceh ...31)</p><p>5.5 Céu intermediário ou parcialmente encoberto:</p><p>A iluminação oriunda de céu intermediário ou parcialmente encoberto é determinada a partir da distribuição de luminâncias</p><p>para este tipo de céu.</p><p>NOTA: A distribuição de luminâncias para este tipo de céu, ainda a ser padronizada internacionalmente, só é válida, de acordo com a</p><p>expressão a seguir para alturas solares de até 80º.</p><p>5.5.1 Determinação da distribuição de luminâncias:</p><p>A expressão abaixo representa a razão entre a luminância de um ponto P da abóbada celeste e a luminância do zênite,</p><p>sendo função da distância angular do ponto P ao horizonte (p), da altura solar (s) e da distância angular entre o ponto P e</p><p>o zênite ().</p><p>)γ</p><p>2</p><p>π</p><p>,</p><p>2</p><p>π</p><p>,L(γ</p><p>ε),γ,L(γ</p><p>)(γL</p><p>ε),γ,(γL</p><p>ss</p><p>ps</p><p>sz</p><p>psp</p><p></p><p></p><p>...32)</p><p>Onde:</p><p>LP ( s, P,  ) é a luminância de um elemento do céu intermediário, em quilolux [klx];</p><p>LZ ( s ) é a luminância do zênite para o céu intermediário, em quilolux [klx];</p><p>Projeto 02:135.02-002:2003 12</p><p> ).ε γ,γ exp[b.(*) γ,γ a()ε,γ,γ L( PsPsPs </p><p>,</p><p>0,316)}2,60.γ2,31].sen(0,009)-3,59.γ1,35.[sen(4,799 0,43.{γ ) γ,γ a( sPPPs </p><p>]812,0)008,0).(059,1.[(563,0),(b sPPs </p><p>)]571,1).(301,0.(481,1exp[*]}772,2)316,060,2.[sen(988,0{)</p><p>2</p><p>,</p><p>2</p><p>,L ssss </p><p></p><p>s(</p><p>Sendo a Luminância do zênite dada por:</p><p>}07,0)]68,1exp(*).[(sen0,15.{66,0}14,0)]13,1exp(*)tg.[(47,4.{47,0)(L sssz </p><p>...33)</p><p>em quilocandela por metro quadrado [kcd/m</p><p>2</p><p>]</p><p>NOTA : Embora, como também nos outros tipos de céus, a maneira correta da determinação das iluminâncias para o céu intermediário</p><p>seja a integração da distribuição de luminâncias do céu, as iluminâncias também podem ser determinadas de maneira simplificada</p><p>conforme as expressões 34, 35, 36, 37 e 38.</p><p>5.5.2 Determinação da iluminância devido ao sol em um plano normal</p><p>A iluminância devido ao sol em um plano normal de incidência pode ser determinada através da seguinte expressão</p><p>simplificada:</p><p>Edin = Eext * exp(- 0,80.m) ...34)</p><p>Onde:</p><p>Edin é a Iluminância do céu intermediário devido ao sol, em um plano normal, em quilolux [klx];</p><p>Eext é a Iluminância solar extraterrestre, dada pela equação 11. em quilolux [klx];</p><p>m é um adimensional que representa a massa ótica de ar, dada pela expressão (13).</p><p>5.5.3 Determinação da iluminância devido ao sol em um plano horizontal</p><p>É dada através da seguinte expressão:</p><p>Edih = Edin * sens ...35)</p><p>Onde:</p><p>Edih é a iluminância do céu intermediário devido ao sol, em um plano horizontal, em quilolux [klx];</p><p>Edin.é a iluminância devido ao sol, em um plano normal, em quilolux [klx];</p><p>s é a altura solar, em graus.</p><p>5.5.4 Determinação da iluminância devido ao sol em um plano vertical</p><p>É dada pela expressão:</p><p>Ediv = Edin.* cos ...36)</p><p>Onde:</p><p>Ediv é a iluminância do céu intermediário devido ao sol, em um plano vertical, em quilolux [klx];</p><p>Edin.é a iluminância devido ao sol, em um plano normal, em quilolux [klx];</p><p> é o ângulo de incidência, conforme expressão 15, em graus.</p><p>5.5.5 Determinação da iluminância devido ao céu em um plano horizontal</p><p>Dada pela expressão:</p><p>Ecih = 0,30 + 45,0.sens …37)</p><p>Onde:</p><p>Ecih é a iluminância do céu intermediário, devido ao céu, em um plano horizontal, em quilolux [klx];</p><p>Projeto 02:135.02-002:2003 13</p><p>s é a altura solar, em graus.</p><p>5.5.6 Determinação da iluminância devido ao céu em um plano vertical</p><p>Do mesmo modo que no caso de céu claro, é dado pela relação:</p><p>Eciv = Ecih * V ...38)</p><p>Onde:</p><p>Eciv é a iluminância do céu intermediário, devido ao céu, em um plano vertical, em quilolux</p><p>[klx];</p><p>Ecih é a Iluminância do céu intermediário, devido ao céu, em um plano horizontal, em quilolux [klx];</p><p>V é o fator dado pela Tabela 5.</p><p>______________________</p><p>/ANEXO A</p><p>Projeto 02:135.02-002:2003 14</p><p>Anexo A (normativo)</p><p>Valores da relação Lp / Lz para condição de céu claro e diferentes alturas solares</p><p>As tabelas de A.1 a A.6 referem-se às alturas solares de 15</p><p>o</p><p>, 30</p><p>o</p><p>,45</p><p>o</p><p>,60</p><p>o</p><p>.75</p><p>o</p><p>e 90</p><p>o</p><p>., respectivamente.</p><p>Tabela A.1 - Razão LP/LZ , altura solar de 15</p><p>o</p><p>S = 15</p><p>o</p><p></p><p>S - P| 85</p><p>o</p><p>75</p><p>o</p><p>65</p><p>o</p><p>55</p><p>o</p><p>45</p><p>o</p><p>35</p><p>o</p><p>25</p><p>o</p><p>15</p><p>o</p><p>5</p><p>o</p><p>5</p><p>o 30,09 29,33 16,47 8,64 4,86 2,96 1,95 1,40 1,09</p><p>15</p><p>o 22,17 18,77 12,39 7,38 4,44 2,81 1,90 1,38 1,09</p><p>25</p><p>o 15,19 12,24 8,65 5,76 3,79 2,55 1,80 1,35 1,09</p><p>35</p><p>o 10,47 8,25 6,06 4,36 3,11 2,25 1,67 1,31 1,08</p><p>45</p><p>o 7,45 5,80 4,36 3,31 2,53 1,95 1,54 1,25 1,07</p><p>55</p><p>o 5,55 4,27 3,26 2,57 2,07 1,69 1,41 1,20 1,05</p><p>65</p><p>o 4,35 3,32 2,55 2,07 1,73 1,48 1,29 1,14 1,04</p><p>75</p><p>o 3,60 2,72 2,10 1,73 1,48 1,31 1,18 1,09 1,02</p><p>85</p><p>o 3,16 2,36 1,82 1,50 1,31 1,18 1,10 1,04 1,01</p><p>95</p><p>o 2,92 2,16 1,65 1,36 1,19 1,09 1,03 1,00 1,00</p><p>105</p><p>o 2,82 2,07 1,56 1,28 1,12 1,02 0,98 0,97 0,98</p><p>115</p><p>o 2,82 2,05 1,53 1,24 1,08 0,98 0,94 0,94 0,97</p><p>125</p><p>o 2,89 2,08 1,54 1,23 1,05 0,96 0,91 0,91 0,96</p><p>135</p><p>o 2,99 2,14 1,57 1,24 1,05 0,94 0,89 0,90 0,95</p><p>145</p><p>o 3,11 2,21 1,61 1,26 1,05 0,93 0,88 0,88 0,94</p><p>155</p><p>o 3,22 2,28 1,65 1,28 1,06 0,93 0,87 0,87 0,94</p><p>165</p><p>o 3,31 2,33 1,68 1,30 1,07 0,93 0,87 0,87 0,93</p><p>175</p><p>o 3,35 2,36 1,69 1,31 1,07 0,93 0,87 0,86 0,93</p><p>Tabela A.2 - Razão LP/LZ altura solar de 30</p><p>o</p><p>S = 30</p><p>o</p><p></p><p>S - P| 85</p><p>o</p><p>75</p><p>o</p><p>65</p><p>o</p><p>55</p><p>o</p><p>45</p><p>o</p><p>35</p><p>o</p><p>25</p><p>o</p><p>15</p><p>o</p><p>5</p><p>o</p><p>5 11,68 13,05 14,85 12,04 6,75 3,91 2,41 1,60 1,15</p><p>15 10,18 10,58 10,45 8,66 5,75 3,60 2,31 1,57 1,14</p><p>25 8,13 7,82 7,16 6,04 4,50 3,12 2,14 1,51 1,13</p><p>35 6,27 5,68 4,99 4,28 3,44 2,61 1,93 1,44 1,12</p><p>45 4,83 4,19 3,59 3,11 2,63 2,15 1,71 1,36 1,10</p><p>55 3,80 3,18 2,68 2,34 2,05 1,78 1,51 1,27 1,08</p><p>65 3,10 2,52 2,09 1,83 1,64 1,48 1,33 1,19 1,06</p><p>75 2,63 2,09 1,70 1,49 1,36 1,26 1,18 1,11 1,03</p><p>85 2,34 1,81 1,45 1,26 1,16 1,10 1,06 1,03 1,01</p><p>95 2,17 1,64 1,29 1,11 1,02 0,97 0,96 0,97 0,99</p><p>105 2,08 1,55 1,20 1,02 0,92 0,89 0,89 0,92 0,97</p><p>115 2,06 1,51 1,15 0,96 0,86 0,82 0,83 0,87 0,95</p><p>125 2,09 1,50 1,13 0,92 0,82 0,78 0,79 0,84 0,93</p><p>135 2,14 1,52 1,13 0,91 0,80 0,75 0,75 0,81 0,92</p><p>145 2,20 1,55 1,13 0,91 0,78 0,73 0,73 0,79 0,91</p><p>155 2,26 1,59 1,15 0,91 0,78 0,72 0,71 0,77 0,90</p><p>165 2,31 1,61 1,16 0,91 0,77 0,71 0,70 0,76 0,89</p><p>175 2,33 1,63 1,17 0,91 0,77 0,71 0,70 0,76 0,89</p><p>Projeto 02:135.02-002:2003 15</p><p>Tabela A.3 - Razão LP/LZ altura solar de 45</p><p>o</p><p></p><p>S</p><p>= 45</p><p>o</p><p></p><p></p><p>S</p><p>- </p><p>P</p><p>| 85</p><p>o</p><p>75</p><p>o</p><p>65</p><p>o</p><p>55</p><p>o</p><p>45</p><p>o</p><p>35</p><p>o</p><p>25</p><p>o</p><p>15</p><p>o</p><p>5</p><p>o</p><p>5</p><p>o 4,20 4,47 5,09 6,36 7,61 4,86 2,88 1,79 1,19</p><p>15</p><p>o 3,93 4,08 4,47 5,17 5,45 4,16 2,70 1,75 1,19</p><p>25</p><p>o 3,49 3,49 3,62 3,91 3,95 3,33 2,41 1,67 1,17</p><p>35</p><p>o 3,00 2,87 2,83 2,92 2,91 2,62 2,09 1,56 1,15</p><p>45</p><p>o 2,55 2,33 2,21 2,21 2,19 2,06 1,78 1,44 1,13</p><p>55</p><p>o 2,17 1,91 1,75 1,70 1,69 1,65 1,52 1,32 1,10</p><p>65</p><p>o 1,87 1,59 1,41 1,35 1,34 1,34 1,30 1,20 1,07</p><p>75</p><p>o 1,66 1,36 1,18 1,11 1,10 1,11 1,12 1,10 1,04</p><p>85</p><p>o 1,51 1,21 1,01 0,94 0,92 0,94 0,98 1,01 1,01</p><p>95</p><p>o 1,41 1,10 0,90 0,82 0,80 0,82 0,87 0,93 0,98</p><p>105</p><p>o 1,35 1,03 0,83 0,74 0,71 0,73 0,78 0,86 0,95</p><p>115</p><p>o 1,33 0,99 0,78 0,68 0,65 0,66 0,72 0,81 0,93</p><p>125</p><p>o 1,33 0,97 0,75 0,64 0,60 0,61 0,67 0,76 0,91</p><p>135</p><p>o 1,34 0,97 0,73 0,62 0,57 0,58 0,63 0,73 0,89</p><p>145</p><p>o 1,36 0,97 0,73 0,60 0,55 0,55 0,60 0,70 0,88</p><p>155</p><p>o 1,38 0,98 0,72 0,59 0,54 0,53 0,58 0,68 0,87</p><p>165</p><p>o 1,40 0,98 0,72 0,59 0,53 0,52 0,57 0,67 0,86</p><p>175</p><p>o 1,41 0,99 0,72 0,59 0,53 0,52 0,56 0,66 0,85</p><p>Tabela A.4 - Razão LP/LZ altura solar de 60</p><p>o</p><p></p><p>S</p><p>= 60</p><p>o</p><p></p><p></p><p>S</p><p>- </p><p>P</p><p>| 85</p><p>o</p><p>75</p><p>o</p><p>65</p><p>o</p><p>55</p><p>o</p><p>45</p><p>o</p><p>35</p><p>o</p><p>25</p><p>o</p><p>15</p><p>o</p><p>5</p><p>o</p><p>5</p><p>o 1,49 1,48 1,58 1,90 2,51 3,49 3,24 1,96 1,23</p><p>15</p><p>o 1,45 1,42 1,50 1,78 2,27 2,92 2,81 1,89 1,22</p><p>25</p><p>o 1,37 1,32 1,37 1,58 1,93 2,34 2,33 1,76 1,21</p><p>35</p><p>o 1,28 1,20 1,21 1,35 1,60 1,87 1,93 1,61 1,18</p><p>45</p><p>o 1,17 1,07 1,05 1,14 1,31 1,50 1,60 1,45 1,15</p><p>55</p><p>o 1,07 0,96 0,91 0,96 1,07 1,23 1,34 1,30 1,12</p><p>65</p><p>o 0,99 0,85 0,79 0,81 0,89 1,01 1,13 1,17 1,08</p><p>75</p><p>o 0,92 0,77 0,69 0,70 0,75 0,85 0,97 1,05 1,04</p><p>85</p><p>o 0,86 0,71 0,62 0,61 0,65 0,73 0,84 0,95 1,01</p><p>95</p><p>o 0,82 0,66 0,56 0,54 0,57 0,64 0,74 0,87 0,97</p><p>105</p><p>o 0,79 0,62 0,52 0,49 0,51 0,57 0,66 0,80 0,94</p><p>115</p><p>o 0,77 0,59 0,49 0,45 0,46 0,51 0,60 0,74 0,91</p><p>125</p><p>o 0,76 0,58 0,47 0,42 0,43 0,47 0,56 0,69 0,89</p><p>135</p><p>o 0,76 0,57 0,45 0,40 0,40 0,44 0,52 0,66 0,87</p><p>145</p><p>o 0,76 0,56 0,44 0,39 0,38 0,42 0,49 0,63 0,85</p><p>155</p><p>o 0,76 0,56 0,43 0,38 0,37 0,40 0,48 0,61 0,84</p><p>165</p><p>o 0,76 0,55 0,43 0,37 0,36 0,39 0,46 0,60 0,83</p><p>175</p><p>o 0,77 0,55 0,43 0,37 0,36 0,39 0,46 0,59 0,82</p><p>Projeto 02:135.02-002:2003 16</p><p>Tabela A.5 - Razão LP/LZ altura solar de 75</p><p>o</p><p>S</p><p>= 75</p><p>o</p><p></p><p></p><p>S - P</p><p>| 85</p><p>o</p><p>75</p><p>o</p><p>65</p><p>o</p><p>55</p><p>o</p><p>45</p><p>o</p><p>35</p><p>o</p><p>25</p><p>o</p><p>15</p><p>o</p><p>5</p><p>o</p><p>5</p><p>o 0,55 0,50 0,49 0,55 0,69 0,94 1,36 1,97 1,26</p><p>15</p><p>o 0,54 0,49 0,48 0,54 0,68 0,91 1,30 1,74 1,25</p><p>25</p><p>o 0,53 0,48 0,47 0,52 0,64 0,86 1,19 1,54 1,23</p><p>35</p><p>o 0,52 0,46 0,45 0,49 0,60 0,79 1,08 1,36 1,19</p><p>45</p><p>o 0,51 0,45 0,43 0,46 0,56 0,72 0,96 1,22 1,15</p><p>55</p><p>o 0,49 0,43 0,40 0,43 0,51 0,65 0,86 1,09 1,11</p><p>65</p><p>o 0,47 0,41 0,38 0,40 0,46 0,58 0,77 0,98 1,07</p><p>75</p><p>o 0,46 0,39 0,35 0,37 0,42 0,53 0,69 0,89 1,03</p><p>85</p><p>o 0,45 0,37 0,33 0,34 0,39 0,48 0,62 0,82 0,99</p><p>95</p><p>o 0,43 0,36 0,32 0,32 0,36 0,44 0,57 0,75 0,95</p><p>105</p><p>o 0,43 0,34 0,30 0,30 0,33 0,40 0,52 0,70 0,92</p><p>115</p><p>o 0,42 0,33 0,29 0,28 0,31 0,38 0,48 0,66 0,89</p><p>125</p><p>o 0,41 0,32 0,28 0,27 0,29 0,35 0,45 0,62 0,86</p><p>135</p><p>o 0,41 0,32 0,27 0,26 0,28 0,33 0,43 0,59 0,84</p><p>145</p><p>o 0,40 0,31 0,26 0,25 0,27 0,32 0,41 0,57 0,83</p><p>155</p><p>o 0,40 0,31 0,26 0,25 0,26 0,31 0,40 0,55 0,81</p><p>165</p><p>o 0,40 0,31 0,26 0,24 0,26 0,30 0,39 0,54 0,81</p><p>175</p><p>o 0,40 0,31 0,25 0,24 0,26 0,30 0,39 0,54 0,80</p><p>Tabela A.6 - Razão LP/LZ altura solar de 90</p><p>o</p><p>S</p><p>= 90</p><p>o</p><p></p><p></p><p>S - P</p><p>| 85</p><p>o</p><p>75</p><p>o</p><p>65</p><p>o</p><p>55</p><p>o</p><p>45</p><p>o</p><p>35</p><p>o</p><p>25</p><p>o</p><p>15</p><p>o</p><p>5</p><p>o</p><p>5</p><p>o 0,22 0,18 0,16 0,17 0,20 0,25 0,34 0,51 0,79</p><p>15</p><p>o 0,22 0,18 0,16 0,17 0,20 0,25 0,34 0,51 0,79</p><p>25</p><p>o 0,22 0,18 0,16 0,17 0,20 0,25 0,34 0,51 0,79</p><p>35</p><p>o 0,22 0,18 0,16 0,17 0,20 0,25 0,34 0,51 0,79</p><p>45</p><p>o 0,22 0,18 0,16 0,17 0,20 0,25 0,34 0,51 0,79</p><p>55</p><p>o 0,22 0,18 0,16 0,17 0,20 0,25 0,34 0,51 0,79</p><p>65</p><p>o 0,22 0,18 0,16 0,17 0,20 0,25 0,34 0,51 0,79</p><p>75</p><p>o 0,22 0,18 0,16 0,17 0,20 0,25 0,34 0,51 0,79</p><p>85</p><p>o 0,22 0,18 0,16 0,17 0,20 0,25 0,34 0,51 0,79</p><p>95</p><p>o 0,22 0,18 0,16 0,17 0,20 0,25 0,34 0,51 0,79</p><p>105</p><p>o 0,22 0,18 0,16 0,17 0,20 0,25 0,34 0,51 0,79</p><p>115</p><p>o 0,22 0,18 0,16 0,17 0,20 0,25 0,34 0,51 0,79</p><p>125</p><p>o 0,22 0,18 0,16 0,17 0,20 0,25 0,34 0,51 0,79</p><p>135</p><p>o 0,22 0,18 0,16 0,17 0,20 0,25 0,34 0,51 0,79</p><p>145</p><p>o 0,22 0,18 0,16 0,17 0,20 0,25 0,34 0,51 0,79</p><p>155</p><p>o 0,22 0,18 0,16 0,17 0,20 0,25 0,34 0,51 0,79</p><p>165</p><p>o 0,22 0,18 0,16 0,17 0,20 0,25 0,34 0,51 0,79</p><p>175</p><p>o 0,22 0,18 0,16 0,17 0,20 0,25 0,34 0,51 0,79</p><p>__________________________</p><p>/ANEXO B</p><p>Projeto 02:135.02-002:2003 17</p><p>Anexo B (informativo)</p><p>Referências bibliográficas</p><p>B.1 Para a elaboração deste texto, foram analisadas e utilizadas as informações, algoritmos e propostas das seguintes</p><p>fontes de referência:</p><p>CIE 110 - 1994. Spatial Distribution of Daylight - Luminance Distribution of Various References Skies, Vienna, Austria.</p><p>CIE S 003.3/E - 1996. Spatial Distribution of Daylight - CIE Standard Overcast Sky and Clear Sky, Vienna, Austria.</p><p>DIN 5034 - Part 2 - 1985. Daylight in Interiors: Principles – Berlin, Germany.</p><p>IES RP-21 – 1991. Calculation of Daylight Availability – New York, USA.</p><p>KITTLER, R. - 1981. A Universal Calculation Method for Simple</p><p>Predetermination of Natural Radiation on Building Surfaces</p><p>and Solar Collectors – Building & Environment, Vol. 16, N</p><p>o</p><p>3, pp. 177-182, UK</p><p>KROCHMANN, J. - 1974. Quantitative data on daylight for illuminating engineering – CIBSE Lighting, Research &</p><p>Technology, Vol. 6, N</p><p>o</p><p>3, pp. 165-171.</p><p>MOORE, F. – 1985. Concepts and Practice of Architectural Daylighting – New York, USA: Van Nostrand Reinhold.</p><p>TREGENZA, P. - 1993. Daylighting Algorithms, ETSU S 1350, Dept. of Trade</p><p>______________________</p><p>Sede:</p><p>Rio de Janeiro</p><p>Av. Treze de Maio, 13 28º andar</p><p>CEP 20003-900 – Caixa Postal 1680</p><p>Rio de Janeiro – RJ</p><p>Tel.: PABX (21)3974-2300</p><p>Fax: (21) 2220-1762/2220-6436</p><p>Endereço eletrônico:</p><p>www.abnt.org.br</p><p>ABNT – Associação</p><p>Brasileira de</p><p>Normas Técnicas</p><p>Copyright © 2003,</p><p>ABNT–Associação Brasileira</p><p>de Normas Técnicas</p><p>Printed in Brazil/</p><p>Impresso no Brasil</p><p>Todos os direitos reservados</p><p>AGO/2003 Projeto 02:135.02-003</p><p>Iluminação natural – Parte 3:</p><p>Procedimento de cálculo para a</p><p>determinação da iluminação natural</p><p>em ambientes internos</p><p>Origem: Projeto 02:135.02-003:2003</p><p>ABNT/CB-02 – Comitê Brasileiro de Construção Civil</p><p>CE-02:135.02 – Comissão de Estudos de Iluminação Natural de Edificações</p><p>02:135.02-003 – Daylighting – Part 4: Calculation procedure for the</p><p>determination of daylighting levels in internal enviroments</p><p>Descriptors: Daylighting. Determination of iluminance internal environment.</p><p>Calculation porcedure</p><p>Palavra(s)-chave: Iluminação natural. Determinação de</p><p>níveis de iluminação. Ambientes internos.</p><p>Procedimento de cálculo</p><p>33 páginas</p><p>Sumário</p><p>Prefácio</p><p>1 Objetivo</p><p>2 Referências normativas</p><p>3 Definições</p><p>4 Referencial teóricpo para predição da iluminação natural</p><p>5 Procedimento de cálculo: Método do fluxo dividido</p><p>ANEXO A</p><p>Diagramas</p><p>Prefácio</p><p>A ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas – é o Fórum Nacional de Normalização. As Normas Brasileiras, cujo</p><p>conteúdo é de responsabilidade dos Comitês Brasileiros (ABNT/CB) e dos Organismos de Normalização Setorial (ONS),</p><p>são elaboradas por Comissões de Estudo (ABNT/CE), formadas por representantes dos setores envolvidos, delas fazendo</p><p>parte: produtores, consumidores e neutros (universidades, laboratórios e outros).</p><p>Os Projetos de Norma Brasileira, elaborados no âmbito dos ABNT/CB e ONS circulam para Consulta Pública entre os</p><p>associados da ABNT e demais interessados.</p><p>Esta Norma faz parte de um conjunto de quatro normas referentes à iluminação natural, a saber:</p><p>Parte 1 - Conceitos básicos e definições, Parte 2 - Procedimentos de cálculo para a estimativa da disponibilidade de luz</p><p>natural e Parte 4 - Verificação experimental das condições de iluminação interna de edificações. Método de ensaio</p><p>O anexo A é de caráter normativo.</p><p>Introdução</p><p>A luz natural admitida no interior das edificações consiste em luz proveniente diretamente do sol; luz difundida na</p><p>atmosfera (abóbada celeste) e luz refletida no entorno.</p><p>A magnitude e distribuição da luz no ambiente interno depende de um conjunto de variáveis, tais como: da disponibilidade</p><p>da luz natural (quantidade e distribuição variáveis com relação às condições atmosféricas locais), de obstruções externas,</p><p>do tamanho, orientação, posição e detalhes de projeto das aberturas, das características óticas dos envidraçados, do</p><p>tamanho e geometria do ambiente e das refletividades das superfícies internas.</p><p>Projeto 02:135.02-003:2003 2</p><p>Um bom projeto de iluminação natural tira proveito e controla a luz disponível, maximizando suas vantagens e reduzindo</p><p>suas desvantagens.</p><p>As decisões mais críticas, a este respeito, são tomadas nas etapas iniciais de projeto.</p><p>Na definição de uma prioridade em termos de exposição à luz natural, valores de iluminâncias e distribuição necessárias</p><p>para as atividades em cada ambiente devem ser estabelecidas.</p><p>Em alguns ambientes a iluminação uniforme é mais recomendada, em outros é desejável uma maior variação.</p><p>Em ambientes nos quais os usuários ocupam posições fixas, o critério deve ser diferente daqueles onde as pessoas</p><p>podem mover-se livremente na direção das aberturas ou para longe delas.</p><p>A NBR 5413:1991 fixa níveis de iluminação recomendados para diferentes tipos de atividades, baseados numa iluminação</p><p>constante e uniforme sobre um plano de trabalho.</p><p>O início do projeto de iluminação natural, entretanto, talvez não seja um conjunto de valores absolutos, mas uma medida</p><p>da iluminação natural interna num dado local como uma percentagem da iluminação externa.</p><p>A figura mais conhecida para esta medida é o " Daylight Factor - DF ", recomendado pela CIE - Commission Internationale</p><p>de l'Eclairage, definido como a razão entre a iluminância E</p><p>P</p><p>num ponto - localizado num plano horizontal interno, devido à</p><p>luz recebida direta ou indiretamente da abóbada celeste, com uma distribuição de luminâncias assumida ou conhecida - e</p><p>a iluminância simultânea E</p><p>E</p><p>num plano externo horizontal devida à uma abóbada celeste desobstruída, conforme a</p><p>seguinte expressão:</p><p>DF =</p><p>E</p><p>E</p><p>P</p><p>E</p><p>* %100</p><p>A contribuição devido à luz direta do sol não é levada em consideração no cálculo do DF devido aos seus atributos</p><p>direcionais e outros efeitos, tais como, ganho de calor, degradação dos materiais e ofuscamento, devendo ser considerada</p><p>separadamente.</p><p>Na sua formulação original, o DF é assumido como uma constante para todos os pontos de um ambiente, independente da</p><p>iluminância horizontal externa produzida por céus com uma distribuição de luminâncias uniformemente constante com</p><p>relação ao azimute (céus uniformes e encobertos).</p><p>Assim, o DF pode ser utilizado como critério para comparar o desempenho de diferentes sistemas de iluminação natural e</p><p>ser facilmente convertido em iluminâncias internas multiplicando-o por uma iluminância externa apropriada.</p><p>A presente Norma estende o conceito da medida proporcional da iluminação natural, possibilitando a sua predição para</p><p>qualquer condição de céu não uniforme conhecida e implementando um procedimento de cálculo simples e prático</p><p>baseado num método gráfico, auxiliado pelos diagramas mostrados no anexo A.</p><p>1 Objetivo</p><p>Esta Norma descreve um procedimento de cálculo para a determinação da quantidade de luz natural incidente em um</p><p>ponto interno num plano horizontal através de aberturas na edificação.</p><p>2 Referência normativa</p><p>As normas relacionadas a seguir contêm disposições que, ao serem citadas neste texto, constituem prescrições para esta</p><p>Norma Brasileira. As edições indicadas estavam em vigor no momento desta publicação. Como toda norma está sujeita a</p><p>revisão, recomenda-se àqueles que realizam acordos com base nesta que verifiquem a conveniência de se usarem as</p><p>edições mais recentes das normas citadas a seguir. A ABNT possui a informação das Normas Brasileiras em vigor em um</p><p>dado momento.</p><p>Projeto 02:135.02-001:1998 Iluminação natural - Parte 1: Conceitos básicos e definições</p><p>Projeto 02:135.02-002: 1998 Iluminação natural – Parte 2: Procedimentos de cálculo para a estimativa da disponibilidade</p><p>de luz natural</p><p>NBR 5413:1991 - Iluminância de interiores - Procedimento.</p><p>NBR 5461:1991 - Iluminação: Terminologia.</p><p>3 Definições</p><p>Para os efeitos desta Norma aplicam-se as definições da NBR 5461 e as dos projetos 02:135.02-001 e 02:135.02-002</p><p>4 Referencial teórico para predição da iluminação natural</p><p>4.1 Princípio básico</p><p>O desempenho de uma fonte de luz de grande superfície, como a abóbada celeste, para a qual a lei do inverso do</p><p>quadrado da distância não é aplicável, não pode ser definido pela curva polar de sua intensidade luminosa.</p><p>A superfície precisa ser subdividida em pequenas zonas, para as quais as concentrações de fluxo emitidas numa dada</p><p>direção são denominadas de luminância - L.</p><p>Projeto 02:135.02-003:2003 3</p><p>A iluminação produzida por uma fonte de</p><p>pequena superfície é independente da distância da fonte e depende somente da</p><p>luminância e do ângulo sólido coberto pela mesma.</p><p>Assim, no caso de edificações, a iluminação produzida pelo céu visto através de aberturas é independente da distância da</p><p>fonte, neste caso a abóboda celeste (ou o céu); ela é completamente definida pela direção e luminância de cada zona do</p><p>céu e pelo ângulo sólido abrangido.</p><p>4.2 A Hemisfera Unitária e o Princípio do Ângulo Sólido Projetado</p><p>Para a determinação da distribuição espacial da luz que chega a qualquer ponto P em um plano horizontal, é conveniente</p><p>visualizar o ponto envolvido por uma hemisfera de raio unitário.</p><p>Círculos de altitude e raios de azimute ajudam a definir a direção do ponto P para cada ponto na hemisfera e a direção de</p><p>qualquer ponto no espaço, dentro ou fora da hemisfera (ver figura 1).</p><p>Figura 1 - Hemisfera de raio unitário e sua projeção no plano horizontal</p><p>O Princípio do Ângulo Sólido Projetado é detalhado a seguir na figura 2.</p><p>Figura 2 - Princípio do Ângulo Sólido Projetado</p><p>1</p><p>Para o cálculo da iluminação produzida num ponto P por uma abertura, produz-se a projeção radial da abertura sobre uma</p><p>hemisfera de raio unitário centrada em P e obtém-se dS, um elemento da hemisfera.</p><p>Em P a área dS vai cobrir o mesmo ângulo sólido que a abertura.</p><p>Caso P esteja num plano horizontal e  seja o ângulo entre a vertical e a direção de dS e L é a luminância do céu visível</p><p>através da abertura, a iluminância em P será calculada pela seguinte expressão:</p><p>dE = L  dS  cos  ...1)</p><p>Caso a projeção ortogonal de S no plano horizontal seja Q</p><p>Q = dS  cos  ...2)</p><p>1</p><p>Fonte: Soteras, R.M. (1985): “Geometria e Iluminacion Natural”, Tesis Doctoral, ETSAB/UPC, Barcelona, 355 p.</p><p>Projeto 02:135.02-003:2003 4</p><p>Substituindo expressão (2) em (1) tem-se:</p><p>dE = L  dQ ...3)</p><p>e integrando a expressão acima obtemos, de modo simplificado,</p><p>E =  L  dQ ...4)</p><p>Como a iluminância E é proporcional à projeção horizontal dQ, é possível a utilização de métodos de representação gráfica</p><p>que relacionem a geometria e distância dos objetos ao ponto de referência.</p><p>Empregando-se a subdivisão da abóbada celeste e a determinação da luminância (Lp) de cada zona conforme o projeto</p><p>02.135.02-002:2002 é possível a determinação dos níveis de iluminação internos pela aplicação direta da expressão (8) do</p><p>mesmo projeto de norma, onde o ângulo sólido</p><p>4.3 Diagramas de Contribuição Relativa de Luz (DCRL)</p><p>Os DCRL são diagramas que representam a projeção estereográfica da abóbada celeste, com uma subdivisão em 244</p><p>zonas (conforme projeto 02.135.02-002:2002).</p><p>Cada zona apresenta numericamente sua contribuição relativa para a iluminância no plano horizontal desobstruído, em</p><p>função da altitude do sol.</p><p>Os diagramas apresentados nesta Norma - com subdivisões da hemisfera celeste de 10</p><p>o</p><p>em 10</p><p>o</p><p>- são apresentados no</p><p>anexo A conforme os itens seguintes:</p><p>A.1 - Diagramas com os fatores de forma para a hemisfera celeste;</p><p>A.2 - Diagramas de distribuição de luminâncias - para céu claro e céu encoberto - para as altitudes solares de 15</p><p>o</p><p>, 30</p><p>o</p><p>, 45</p><p>o</p><p>,</p><p>60</p><p>o</p><p>, 75</p><p>o</p><p>, 90</p><p>o</p><p>;</p><p>A.3 - Diagramas para análise de obstrução e geometria da insolação para altitudes solares variando de 10</p><p>o</p><p>em 10</p><p>o</p><p>.</p><p>Figura 3 - Diagrama de Contribuição Relativa DCRL para céu claro e altitude solar de 15</p><p>o</p><p>5 Procedimento de cálculo: Método do fluxo dividido</p><p>5.1 Considerações</p><p>Método baseado na consideração dos vários caminhos através dos quais a luz natural pode alcançar um ponto no interior</p><p>de uma edificação.</p><p>Distinguem-se três caminhos básicos resultantes da divisão do fluxo luminoso admitido em três componentes:</p><p>a) CC - Componente do Céu; luz que alcança um ponto do ambiente interno proveniente diretamente do céu;</p><p>b) CRE - Componente Refletida Externa: luz que alcança um ponto do ambiente interno após ter refletido em uma</p><p>superfície externa; e</p><p>c) CRI - Componente Refletida Interna: luz que alcança um ponto do ambiente interno somente após ter sofrido uma</p><p>ou mais reflexões nas superfícies internas.</p><p>Projeto 02:135.02-003:2003 5</p><p>CC CRE CRI</p><p>Figura 4: Fontes de luz natural que alcançam o edifício</p><p>1</p><p>A soma destas três componentes, corrigida por fatores relativos aos efeitos redutores produzidos pelos separadores</p><p>contidos na abertura, tais como, transmissividade do vidro (K</p><p>T</p><p>), fator de manutenção (K</p><p>M</p><p>) e fator de caixilho (K</p><p>C</p><p>),</p><p>representa o nível de iluminação natural num ponto do ambiente interno, conforme expressão (5).</p><p>CIN = (CC + CRE + CRI)  KT  KM  KC ...5)</p><p>Assumindo a proporcionalidade da iluminância num plano horizontal, produzida pela visão de uma fonte de luz superficial,</p><p>para com a projeção horizontal dQ desta fonte (conforme expressão 4), podemos definir a Contribuição de Iluminação</p><p>Natural (CIN) de um ponto localizado num plano horizontal interno conforme a expressão (6).</p><p>100(%)*</p><p>E</p><p>E</p><p>CIN</p><p>Hext</p><p>P ...6)</p><p>Onde</p><p>EP é igual à iluminância num plano horizontal no ponto P do ambiente interno, em lux;</p><p>EHext é igual à iluminância produzida por toda a abóbada celeste num plano horizontal externo livre de obstruções,</p><p>excluída a iluminação direta do sol, em lux</p><p>substituindo EP (expressão 5) na (6) temos</p><p>(%)100*</p><p>E</p><p>K*K*K*)CRICRECC(</p><p>E</p><p>Hext</p><p>CMT</p><p>P</p><p></p><p> ...7)</p><p>Assim como CIN, as componentes Celeste, Refletida Externa e Refletida Interna, podem ser determinadas como um</p><p>percentual da iluminância horizontal externa (E</p><p>Hext</p><p>).</p><p>O somatório destas três percentagens, corrigidas pelos fatores K, resulta num valor de CIN (%), que por sua vez pode ser</p><p>usado, através da expressão (6) para a determinação de E</p><p>P</p><p>.</p><p>Para condições de céu que não apresentem variação de luminância com relação ao azimute (isotropia azimutal) - como o</p><p>céu encoberto padrão CIE ou o céu uniforme - a CIN assemelha-se ao Daylight Factor - DF, apresentando valores</p><p>constantes para qualquer ponto do ambiente.</p><p>5.2 Metodologia para determinação de Ep através do DCRL</p><p>Para se fazer a determinação da quantidade de luz incidente em um ambiente através de uma abertura, usa-se uma carta</p><p>de trajetórias solares aparentes, um diagrama de obstrução e as tabelas de distribuição de luminâncias, que devem estar</p><p>em mesma escala e utilizar o mesmo sistema de projeção.</p><p>Nota: Nesta Norma é utilizada a projeção estereográfica.</p><p>5.2.1 Determinação da posição do sol</p><p>Para se determinar a posição do sol, calcula-se os ângulos de altitude solar (s) e azimute solar (s) através das</p><p>expressões apresentadas no projeto 02.135.02-002, para dia, hora e latitude pré-definidos.</p><p>Alternativamente, a posição do sol pode ser estimada com um grau de precisão aceitável através de diagramas de</p><p>trajetórias solares aparentes (ver figura 5 e anexo A).</p><p>1</p><p>Fonte: Soteras, R.M. (1985): “Geometria e Iluminacion Natural”, Tesis Doctoral, ETSAB/UPC, Barcelona, 355 p.</p><p>Projeto 02:135.02-003:2003 6</p><p>Figura 5 - Diagrama de Trajetórias Solares Aparentes (Lat – 27</p><p>o</p><p>32' S) - ver Anexo</p><p>5.2.2 Cálculo da componente do céu (CC)</p><p>5.2.2.1 A seguir estão apresentados os passos a serem seguidos para o cálculo da CC com o uso de um exemplo</p><p>demonstrativo, a partir do uso dos DCRL, tanto para céu encoberto (nesta condição de céu, não se considera os ítens</p><p>relativos à orientação) quanto para céu claro:</p><p>Figura 6 - Planta esquemática do ambiente mostrando a disposição dos três pontos de referência internos com</p><p>respectivos ângulos de visão da abertura (desenho sem escala).</p><p>a) determina-se um ponto no interior do ambiente que se queira estudar;</p><p>b) produz-se a máscara de obstrução,</p><p>- determina-se os ângulos formados entre a abertura e o ponto interior através de plantas</p>