ABSTRACT: The objective of this study is to evaluate the influence a vertical envelope´s material has on the availability of natural light in urban settings representative of the city of Concepción, in order to know the potential of these materials to provide natural light. The methodology was based on the selection of case studies from the historic Concepción downtown to build simplified models according to their height/width ratio (H/W). In each case, façade materials with greater presence in the urban canyon were chosen to calculate their reflectance and use in the simulated settings. The results show that the availability of exterior natural light is directly conditioned by the geometric relationship of the urban canyon, which decreases as the H/W ratio increases. It was confirmed that the lighting contribution from the reflection coefficient of the façade´s material is greater as the H/W ratio increases, that is to say, the greater the density of the urban canyon, the greater the importance of the reflective properties of the façade materials with regards to the availability of natural light.

RESUMEN: El presente estudio tiene por objetivo evaluar la influencia de los materiales en las envolventes verticales sobre la disponibilidad de luz natural, en escenarios urbanos representativos de la ciudad de Concepción, con el fin de conocer el potencial de los materiales para aportar luz natural. La metodología se basa en la selección de casos de estudio del centro histórico de Concepción para armar modelos simplificados según su relación alto/ancho (H/W). Dentro de cada caso se escogen materiales de fachadas que muestren mayor presencia en el cañón urbano, para calcular su reflectancia y ser aplicados a los escenarios simulados. Los resultados demuestran que la disponibilidad de luz natural exterior se ve directamente condicionada por la relación geométrica del cañón urbano, la cual disminuye conforme aumenta la relación H/W. Se comprueba que el aporte lumínico debido al coeficiente de reflectancia del material que compone la fachada es mayor conforme aumenta la relación H/W, es decir, mientras mayor sea la densidad del cañón urbano, mayor será la importancia de las propiedades reflectantes de los materiales de fachadas frente a la disponibilidad de luz natural.

Resumo Os parâmetros construtivos das legislações de uso e ocupação do solo regulam a ocupação do território urbano, e as modificações que neles ocorrem impactam no clima das cidades. Buscando analisar como a legislação de uso e ocupação do solo interfere no microclima e no conforto térmico do pedestre, um cânion urbano da cidade de Campinas foi estudado por meio de simulações computacionais feitas no programa ENVI-met 4.0 preview. Foram propostos 48 cenários estabelecidos a partir da variação da taxa de ocupação, coeficiente de aproveitamento e orientação do cânion, e comparou-se o conforto térmico proporcionado por cada cenário através do índice PET (Physiological Equivalent Temperature). Os resultados mostraram que cenários com maior relação entre altura e largura do cânion (H/W maior do que 1,0) apresentam temperatura do ar máxima até 1,0 ºC mais baixa que cenários mais abertos (H/W igual a 0,4). O aumento da relação H/W amplia o sombreamento do cânion e reduz a variação da sensação de conforto diária. Com relação à orientação do cânion, verificou-se que aqueles orientados paralelamente à direção predominante dos ventos têm o potencial de resfriamento das superfícies intensificado pelo aumento de sua velocidade. Enfatiza-se a importância de relacionar parâmetros urbanísticos com o clima e o conforto térmico do pedestre.

Abstract The constructive parameters of the legislation on land use and occupancy regulate the occupancy of urban land. Different specifications for these parameters affect the climate of cities. In order to analyse how the legislation on land use and occupancy affects the microclimate and the thermal comfort of pedestrians, this study focused on an urban canyon in the city of Campinas through the use of computer simulations made in the ENVI-met 4.0 preview program. Forty-eight scenarios based on the occupancy rate variations, the floor area rate and canyon orientation were compared regarding thermal comfort by using the PET (Physiological Equivalent Temperature) index. The results showed that scenarios with a higher correlation between canyon height and width (H/W greater than 1.0) had a maximum air temperature up to 1.0 ºC lower than more open scenarios (H/W equal to 0.4). An increase in the H/W ratio increased the shading of the canyon, reducing the variation of the daily comfort sensation and the peak values of the PET. Regarding the orientation of the canyon, it was verified that those oriented parallel to the predominant direction of the winds have the potential for cooling surfaces intensified by increasing their speed. The results emphasize the importance of relating urban parameters with the climate and thermal comfort of pedestrians.

Resumo A geometria urbana é um dos fatores de maior influência na intensidade da ilha de calor urbana. Seu estudo requer a caracterização de cânions urbanos, geralmente medidos pela relação entre a altura dos edifícios e a largura da rua (H/W), conceito aplicado no modelo numérico de Oke em 1981. O objetivo deste artigo é verificar o impacto da geometria do cânion urbano na intensidade de ilhas de calor noturna. Para isso, foram realizados levantamento de dados climáticos e de geometria urbana em duas cidades brasileiras. Os valores de intensidade de ilha de calor foram confrontados com os simulados pelo modelo original de Oke (1981), o qual foi calibrado e adaptado à plataforma SIG, de forma a possibilitar a incorporação de outro parâmetro de geometria, além da relação H/W: o comprimento de rugosidade. Esse processo gerou uma nova ferramenta de cálculo, que é denominda THIS (Tool for Heat Island Simulation). Aplicou-se o novo modelo para simular alguns cenários urbanos hipotéticos, que representam vários tipos de cânions urbanos. Os resultados demonstraram que cânions urbanos de maior rugosidade amenizam as intensidades de ilha de calor noturna em relação a um cânion de mesmo valor de relação H/W e menor rugosidade.

Abstract Urban geometry is one of the main factors influencing the development of urban heat islands. The study of urban geometry requires a characterization of urban canyons, which can be usually measured by the H/W ratio (a relationship between the height and the width of a street), a concept applied in a numerical model by Oke in 1981. The aim of this paper is to verify the impact of the canyon geometry on the intensity of the nocturnal urban heat islands. For this purpose, measurements of climate data and urban geometry were conducted in two Brazilian cities. The values of heat island intensity were cross-examined to those generated with the application of the original Oke's model. Therefore, this latter was calibrated and adapted to run in a GIS platform, allowing the incorporation of a geometric parameter other than the H/W ratio - the roughness length. Then, this process produced a new calculation tool, which is called THIS (Tool for Heat Island Simulation). The new model was applied to simulate some hypothetical urban scenarios representing several urban canyons types. The results showed that the urban canyons with the largest roughness reduce the nocturnal heat island intensities in relation to an urban canyon of the same H/W value, but presenting lower roughness rates instead.