Resumo Este artigo aborda a influência do perfil do usuário no aproveitamento da luz natural em ambientes do tipo escritório em clima tropical, caracterizados frequentemente pelo uso de cortinas fechadas pelos próprios ocupantes em função dos estímulos de desconforto. Foram modelados três perfis simplificados quanto ao fechamento e abertura das cortinas, identificados em pesquisa de campo (ativo, passivo e intermediário). Foram escolhidos o clima de Natal, RN, e um modelo de referência com abertura voltada para leste para representar a alta disponibilidade de luz natural desde as primeiras horas do dia. Modelou-se quatro percentuais de abertura da fachada (PAF) e três tipos de sistema de abertura: exposta, com 100% de fator de céu visível (FCV), dispositivos de sombreamento fixos e móveis, com três FCVs cada um. Os resultados das simulações horárias no DIVA 4.0 foram contabilizados quanto ao fechamento da cortina, nos momentos de desconforto luminoso, e reabertura, de acordo com o perfil de usuário. Os resultados confirmaram o baixo aproveitamento da maioria dos casos devido à resposta do usuário, a influência do perfil na reabertura da cortina, que pode triplicar o aproveitamento, e o alto aproveitamento com dispositivos móveis porque possibilitam o controle mais refinado da entrada de luz natural.

Abstract This article focuses on the influence of the user's profile on the daylighting potential of an office building in a tropical climate, often characterised by blinds closed by the occupants due to discomfort stimuli. Based on field assessments, three simplified profiles for closing and opening curtains were modelled: active, passive, and intermediate. The climate of Natal/RN and a reference model with an East-facing opening were selected to represent the high availability of daylighting in the early hours of the day. Four window-to-wall rates (WWR) and three types of fenestration were modelled: exposed, with 100% visible sky factor (VSF), fixed and mobile shading devices, with three VSFs each. The results of the DIVA 4.0 hourly simulations were calculated according to closed curtains during light discomfort, and reopened curtains according to user profile. The results confirmed: low daylighting potential in most cases due to the user’s response; the influence of user profile regarding the reopening of the curtain, which can triple the daylighting potential; and the best performance achieved with mobile devices due to a more refined control of the entrance of daylight.

Resumo O presente trabalho teve por objetivo identificar a razão entre área de janela e piso, associada à iluminação natural eficaz e à eficiência energética, no trópico úmido. As recomendações de pré-dimensionamento mais usadas por arquitetos nas etapas preliminares de projeto, visando a uma iluminação natural eficaz, abordam o tamanho da janela e a profundidade do ambiente. Códigos de obras brasileiros determinam relações entre área de janela e piso para garantir iluminação natural adequada, mas essas relações não estão respaldadas em trabalhos científicos. O método consistiu em uma análise comparativa do desempenho de modelos quanto à iluminância natural útil, à uniformidade da iluminação natural, à iluminância natural excessiva e ao consumo energético com iluminação e resfriamento a fim de comparar relações janela/piso emcondições de janela sombreada, ar-condicionado e iluminação híbrida. As iluminâncias e o consumo energético foram simulados com as ferramentas Daysim e DesignBuilder. A análise dos dados comparou a amplitude de variação do desempenho de grupos de modelos, classificados por quatro valores da razão janela/piso. Os resultados validaram a eficácia da razão 1/6, mas não da razão 1/8, ambas exigidas por códigos de edificações brasileiros. Também demonstraram a eficácia das razões 2/6 e 2/8, que não constam nos códigos de cidades com clima quente e úmido.

Abstract This study aimed to identify the window to floor ratio associated with effective daylighting and energy efficiency in the humid tropics. The rule of thumb most used by architects in preliminary design stages, aiming at adequate natural lighting, addresses window area and room depth. Brazilian building codes determine window to floor ratio values to ensure better natural lighting conditions, but those ratios are not based on scientific works. The method of this study consisted of a comparative analysis of the performance of models regarding useful daylight, daylight uniformity, daylight glare, and energy consumption with lighting and cooling,in order to compare the window to floor ratios under a shaded window, air conditioning, and hybrid lighting. The Daysim and DesignBuilder tools simulated illuminances and energy consumption. Data analysis compared the range of variation in the performance of groups of models, classified by four window-to-floor ratios. The results validated the effectiveness of the 1/6 ratio, but not the 1/8 ratio, both required by Brazilian building codes. The results showed the effectiveness of the 2/6 and 2/8 ratios, which are not included in the codes of cities with hot and humid climates.

Resumo A ventilação natural é uma importante estratégia passiva para manutenção da qualidade do ar e do conforto térmico em espaços internos. O diferencial de pressão nas fachadas das edificações, quantificado a partir dos coeficientes de pressão (Cps), impacta diretamente no desempenho da ventilação natural. Fatores como direção do vento, entorno, tipo de terreno, geometria da edificação e detalhamentos nas fachadas influenciam a distribuição de pressão. Muitas investigações utilizam-se de ensaios em túneis de vento ou simulações fluidodinâmicas para avaliar os Cps em geometrias lisas e regulares. Neste artigo, objetiva-se avaliar o impacto de dispositivos de sombreamento externos nos Cps em um modelo genérico isolado de 3,0 m x 3,0 m x 2,7 m com duas aberturas (de 1 m2 cada uma) centralizadas e dispostas em faces opostas a 1,1 m do piso. Assim, a partir de sua versão reduzida (escala 1:7,5), cinco configurações (sem dispositivos, modelo selado e com aberturas e tipologias com sombreamentos horizontal, combinados e verticais) foram ensaiadas em túnel de vento para oito incidências de vento (de 0° a 90° e 180°). Os resultados indicarammaiores discrepâncias nos Cps nas tipologias com componentes verticais expostas às incidências de 45°, 60° e 75°.

Abstract Natural ventilation in buildings is an important passive strategy to maintain indoor air quality and comfortable thermal environments. The pressure differential on buildings’ façades, quantified by the wind pressure coefficients (WPCs), directly impacts the performance of natural ventilation. Several factors, as wind direction, surroundings, terrain type, building geometry and facades’ details influence wind pressure distribution. Many investigations use wind tunnel tests or computational fluid dynamics simulations to evaluate the Cps in regular geometries. This paper aims to evaluate the impact of external shading devices on the WPCs of a generic isolated model with 3.0 m x 3.0 m x 2.7 m with two openings (with 1.0 m 2 each), centralised and placed on opposite façades with a windowsill measuring 1.1 m. Thus, from its reduced version (scale 1:7.5), five configurations (model without shadings, sealed model and model with openings, and typologies with horizontal, combined and vertical shading devices) are tested in a wind tunnel with eight wind attack angles (0° to 90° and 180°). The results show greater differences in cases with vertical shading devices exposed to wind attack angles of 45°, 60° and 75°.

ABSTRACT The present work offers a solution for rendering of polylines with geospatial coordinates in OpenGL ES, a simplified variant of the OpenGL graphical application programming interface for devices such as mobile phones. A mathematical analysis was made to create a method for obtaining the Model-View-Projection matrix, which was used in the transformation of the coordinates corresponding to each of the polylines, since the ranges of values of these are not understood in the normalized OpenGL space, which is -1 to 1, but they are in relation to the coordinate system to which they belong; accordingly, it was possible to handle higher coordinate ranges. Using the Unified Modeling Language, class diagrams are presented, which group together OpenGL ES-specific concepts and those related to rendering elements through the shading language and methods to ensure high drawing performances. It also proposes how to create and configure an application in Visual Studio 2017, with the cross-platform development module, for the creation of mobile applications in C ++, with OpenGL ES 2.0. For the validation of the proposed methods, a test application for the Android operating system was implemented.

RESUMEN El presente trabajo ofrece una solución para la representación de polilíneas con coordenadas geoespaciales en OpenGL ES, variante simplificada de la interfaz de programación de aplicación gráfica OpenGL para dispositivos como los teléfonos móviles. Se hizo un análisis matemático para la creación de un método de obtención de la matriz Modelo-Vista-Proyección, que se utilizó en la transformación de las coordenadas correspondiente a cada una de las polilíneas, ya que los rangos de valores de estas no están comprendidos en el espacio normalizado de OpenGL, que es de -1 a 1, sino que están en relación al sistema de coordenadas al que pertenecen; conforme a esto fue posible manejar rangos de coordenadas superiores. Mediante el lenguaje unificado de modelado, se presentan diagramas de clases, que agrupan los conceptos específicos de OpenGL ES y los relacionados con los elementos de representación a través del lenguaje de sombreado y métodos para garantizar altos rendimientos de dibujado. Se propone, además, cómo crear y configurar una aplicación en Visual Studio 2017, con el módulo de desarrollo de plataforma cruzada, para la creación de aplicaciones móviles en C++, con OpenGL ES 2.0. Para la validación de los métodos propuestos se implementó una aplicación de prueba para el sistema operativo Android.

Resumo A influência do comportamento dos usuários no desempenho termoenergético e lumínico de edificações vem sendo discutida na literatura. Em relação aos ajustes de elementos internos de sombreamento não automatizados em escritórios, cabe ao usuário administrar o balanço entre o aproveitamento de iluminação natural e a redução de radiação solar. Desta forma, o objetivo deste estudo é revisar a literatura nacional e internacional dos últimos dez anos (de 2009 a 2019) a fim de sintetizar o conhecimento produzido em relação aos monitoramentos e modelagem de ajustes de elementos internos de sombreamento em escritórios. Identificaram-se diversos métodos adequados para monitorar o comportamento dos usuários; tais métodos resultam tanto em informações subjetivas (preferências pessoais) quanto objetivas (variável ambiental impactante). O desafio nessa área é combinar as diferentes informações para modelar os comportamentos dos usuários de maneira realística e precisa. Concluiu-se que avanços no monitoramento e modelagem dos comportamentos aprimoram as práticas de simulação computacional e de elaboração de sistemas de automação predial centrados nos usuários. Por fim, ressalta-se que avaliar continuamente os padrões de comportamento dos usuários permite obter informações sobre os sistemas automatizados a fim de adequá-los durante sua vida útil.

Abstract The influence of user behaviour on the performance of buildings has been discussed in the literature. Regarding the operation of non-automated internal blinds/shades in offices, it is up to the occupant to balance the use of daylight as well as the reduction of incident solar radiation by adjusting the internal blinds/shades throughout the occupied period. This study aims to review the national and international literature of the last ten years (from 2009 up to 2019) to summarise the knowledge produced so far regarding the monitoring and modelling of internal blinds/shades operation in offices. Several suitable methods have been identified to monitor users' behaviour; such methods result in both subjective (personal preferences) and objective (affecting environmental variables) information. The challenge in this area is to combine different information to model user behaviour realistically and accurately. It was concluded that advances in the monitoring and modelling of behaviours improve the practices of computer simulation and the development of user-centred building automation systems. Finally, it is noteworthy that continuously monitoring user behaviour patterns allows to obtain feedback on automated systems in order to enhance them during their lifespan.

Abstract This work presents a novel approach for monocular dense simultaneous localization and mapping. The surface to be estimated is represented as a piecewise planar surface, defined as a group of surfels each having as parameters the position and normal. These parameters are directly estimated from the raw camera pixels measurements using a Gauss-Newton iterative process. The representation of the surface as a group of surfels has many advantages. First, it allows recovering robust and accurate pixel depths, without the need to use a computationally demanding depth regularization schema. This has the further advantage of avoiding the use of a physically unlikely surface smoothness prior. What is more, new surfels can be correctly initialized from the information present in nearby surfels, avoiding also the need to use an expensive initialization routine commonly needed in Gauss-Newton methods. The method was written in the GLSL shading language, allowing the use of GPU devices and achieving real-time processing. The method was tested on benchmark datasets, showing both its depth and normal estimation capacity, and its quality to recover the original scene. Results presented in this work showcase the usefulness of the more physically grounded piecewise planar scene depth prior, instead of the more commonly pixel depth independence and smoothness prior.

Resumo Este artigo tem o objetivo de desenvolver e testar um modelo paramétrico para ser utilizado em fases iniciais do projeto de proteções solares. Com o uso de avaliação multicritério, a ferramenta busca otimizar soluções para atender a objetivos aparentemente conflitantes: obstrução da radiação solar e aproveitamento de iluminação natural. O modelo geométrico consiste em ambiente com uma janela e possibilidade de configuração de uma obstrução externa. Ao todo, quatro tipos de proteções solares podem ser selecionados e configurados. Foram definidos três objetivos de desempenho para avaliação multicritério com algoritmos genéticos: maximizar a quantidade de pontos entre 300 e 750 lux, reduzir a incidência anual de radiação na superfície de abertura e aumentar a iluminância média. Na primeira etapa, foram calculadas 35 gerações de casos, cada geração com 100 indivíduos. Os resultados de simulação são plotados em gráfico 3d cujos eixos representam os objetivos. Assim, áreas diferentes do gráfico têm comportamentos distintos de desempenho e tendem a apresentar soluções variadas. A partir da posição no gráfico, foram selecionados seis casos para simulação anual. Os resultados indicam que, no cenário simulado com abertura voltada para oeste, há convergência entre os objetivos de iluminação e sombreamento: quanto menor a incidência de radiação solar, maior a porcentagem média de horas entre 100 e 2.000 lux e entre 300 e 750 lux.

Abstract This study aims to develop and test a parametric model to be used in the early design stages of shading devices. With the adoption of multi-criteria analysis, the tool seeks to optimize solutions in order to meet criteria that are apparently conflicting: blocking solar radiation and providing the incidence of daylight. The geometric model consists of a room with one window and also the possibility of an external obstacle. Four types of shading devices can be selected and adjusted by users. Three performance objectives were defined for multicriteria evaluation with genetic algorithms: to maximise the number of points between 300 and 750 lux, to reduce the incidence of direct solar radiation on the window surface, and to increase average illuminance levels. In the first stage, 35 generations of cases, each with 100 individuals, were calculated. The simulation results are plotted in a three-dimensional graph that has an axis for each performance goal. Therefore, different areas of this graph have different performance features and, consequently, varied solutions. Based on their relative position on the graph, six cases were selected to be further investigated with annual daylight simulation. The results indicate that, in the simulated scenario with a generous window facing west, there is convergence between the lighting and shading objectives: the lower the incidence of solar radiation, the higher the average percentage of hours between 100 and 2000lux and between 300 and 750 lux.

Resumo A quantidade de luz natural refletida e sua distribuição no interior da edificação variam de acordo com diferentes padrões de dispositivos de sombreamento. No caso dos brises, quantidade de peças, especularidade e refletância das superfícies são capazes de influenciar o desempenho da iluminação e o aproveitamento da luz solar. O objetivo desta pesquisa é estudar o desempenho de dispositivos de sombreamento em salas de aula com relação à eficiência da luz solar refletida, índice proposto, que relaciona a componente de luz solar refletida com a iluminância global. Foram definidas três variáveis desses dispositivos: número de peças, especularidade e refletância, e os modelos resultantes foram analisados quanto à eficiência da luz solar refletida, na cidade de Maceió. O programa utilizado para simulações computacionais foi o TropLux. Análises estatísticas foram desenvolvidas para identificar as variáveis de maior impacto para o índice. Os resultados mostraram que a refletância dos dispositivos é a variável que mais influencia o índice de eficiência da luz solar refletida, podendo incrementá-lo em até 142%. Diante dos resultados obtidos, pode-se afirmar que é possível ampliar o aproveitamento da luz solar através da variação de características de dispositivos de sombreamento, trazendo benefícios para a iluminação natural no ambiente.

Abstract The amount of reflected daylight and its distribution within a room varies according to different types of shading devices. In the case of brises, the number of slats, the specularity and the reflectance of the surfaces can influence the performance of daylighting and the use of sunlight. The aim of this study is to investigate the performance of shading devices in classrooms, taking into account reflected sunlight efficiency (proposed index), which relates the reflected sunlight component to global illuminance. The study chose three variables related to these devices: number of pieces, specularity and reflectance. The resulting models were analysed for the efficiency of reflected sunlight, in Maceió. The program used for the computational simulations was TropLux. Statistical analyses were performed in order to identify the variables with greatest impact on reflected sunlight efficiency. The results showed that the reflectance of the devices is the variable that most positively influences reflected sunlight efficiency, increasing the index by up to 142%. The conclusion is that it is possible to increase the use of sunlight through the variation of certain characteristics of shading devices, bringing benefits to the daylighting of indoor environments.

Abstract The recommended strategies to achieve thermal comfort insides the buildings in hot humid areas are natural ventilation and solar protection. The applicability of both strategies in one device that works simultaneously to generate shadow and avoid heating the air that passes through it is hard to find. An experimental study of a shading device under real conditions is presented in this paper. The shading devices allow to reduce the air temperature by itself due to the indirect evaporative cooling (IEC) of water. The study was carried out in the west coast of Mexico, specifically at Coquimatlan, Colima in a warm sub-humid climate. The average temperature of the analyzed season is 25.3 °C and the RH is 55 %. Two devices were made of aluminum and acrylic inside polystyrene cells of 0.05 m wide as insulation. The dimension of the cells is 1.22 m long, 0.24 m high y 0.38 m wide. The dimension of the devices is 0.61 m long, 0.04 m high and 0.28 m wide. A 0.080 l of water was incorporated in one of the devices to promote evaporative cooling. The experiment was performed 3 hours before and after local Zenit. The results showed that indirect evaporative cooling helped reducing the temperature of the air passing below it by an average of 0.8 K in comparison with the same device without water. In further researches, it is recommended to perform the experiment under natural solar radiation conditions.

Resumen Las estrategias pasivas recomendadas para generar condiciones confortables al interior de los espacios habitables en climas cálidos húmedos son la ventilación natural y la protección solar. La aplicación de ambas estrategias en un dispositivo que trabaje simultáneamente para generar sombra y evitar que el aire se caliente al pasar a través del dispositivo de protección solar es difícil de identificar. Se presenta un estudio experimental en condiciones reales de un dispositivo de sombreado para ventanas, que permite la reducción de temperatura del aire que pasa a través del mismo por medio de la evaporación de agua en forma indirecta. El estudio se realizó en la región occidente de México, concretamente en Coquimatlán, Colima que presenta un clima cálido sub-húmedo. La temperatura promedio de la temporada analizada es de 25.3 °C y la humedad relativa promedio es de 55 %. Se construyeron dos celdas experimentales de poliestireno de 0.05 m de espesor donde se introdujeron los dispositivos. Las dimensiones de las celdas son de 1.22 m de largo, 0.24 m de alto y 0.38 m de ancho. Los dispositivos están fabricados en aluminio y acrílico con dimensiones de 0.61 m de largo, 0.04 m de alto y 0.28 m de ancho. A uno de los dispositivos se le incorporó la cantidad de 0.080 l de agua para procurar el enfriamiento evaporativo mientras que el otro permaneció intacto como referencia. El experimento se realizó durante 6 horas iniciando 3 horas antes del cenit local y se concluyó 3 horas después del cenit local. Los resultados muestran que el enfriamiento evaporativo al interior de uno de los dispositivos experimentales mejoró la temperatura de la corriente de aire que pasa por debajo del dispositivo en un promedio de 0.8 K en comparación al mismo dispositivo que funcionó como referencia sin agua. En futuras investigaciones se recomienda experimentar bajo condiciones de radiación natural.

Resumo Considera-se que o Regulamento Brasileiro de Eficiência Energética em Edificações Residenciais (RTQ-R, 2012) apresenta um sistema de pontuação que desvaloriza o uso de dispositivos de sombreamento para as aberturas que não venezianas. Esses dispositivos são considerados com peso máximo de 50% em relação à pontuação das venezianas ainda que apresentem desempenho superior a esse peso. O presente estudo investigou o desempenho térmico e luminoso de diferentes tipologias de proteção solar em aberturas a fim de propor uma adequação do sistema de pontuações desses dispositivos pelo RTQ-R. Para tanto, foram feitas simulações computacionais com aberturas para quatro orientações em sete zonas bioclimáticas brasileiras e com variações nas tipologias e do acionamento dos dispositivos de proteção solar para ambientes de dormitório e de estar. A partir das simulações computacionais realizadas foi proposta uma escala única de pontuação para os dispositivos de sombreamento. Os resultados das pontuações indicam valores significativamente superiores ao máximo atribuído às venezianas pelo RTQ-R, o que mostra uma distorção entre os valores resultantes das simulações e os valores praticados pelo RTQ-R. Observou-se que as pontuações variam significativamente tanto entre as zonas bioclimáticas quanto com a orientação solar, e, por isso, o estudo propõe um critério de pontuação que considere essas variáveis.

Abstract Currently, the Brazilian Energy Labelling System for Residential Buildings, RTQ-R (BRASIL, 2012) values non-venetian shading devices with a maximum weight of 50% of the venetians performance, even though those shading devices show more effective thermal and daylighting performance. This study investigated the energy savings potential as well as the thermal and luminous performance of different shading devices in order to propose an adequacy of the current RTQ-R shading device rating system. Moreover, computational simulations were performed for four orientations in seven Brazilian bioclimatic zones and with seven different shading devices. From the computational simulations performed, a single rating system was proposed. The results indicated a considerable distortion between the simulations and the RTQ-R scores. Bioclimatic zones and solar orientation were noted to have a significant impact on the simulation scores, and, therefore, the study proposes a method that integrates both topics in the shading device rating system.

Resumo Este artigo apresenta uma aplicação da técnica de contagem de pixel (PxC) em um programa de simulação energética de edificações para avaliar a evolução da mancha solar nas superfícies internas de edificações. A contagem de pixel já foi reconhecida como uma técnica eficaz para cálculos de sombreamento em superfícies externas devido a sua eficiência para simular geometrias complexas com baixo custo computacional. Dessa maneira, a técnica foi estendida para ser aplicada em superfícies internas no software Domus. Neste artigo, uma validação comparativa da contagem de pixel implementada no Domus e um estudo do impacto da mancha solar sobre as temperaturas superficiais são apresentados. Para a validação, dois estudos de caso foram simulados e os resultados de mancha solar provenientes dos programas Domus e SHADING Tools Plugin, o qual também usa contagem de pixels, são comparados. Como resultado, Domus e SHADING Tools Plugin apresentam valores similares de fração solar. Usando uma zona única como estudo de caso, o impacto da mancha solar sobre as temperaturas internas são demonstradas. Observa-se a similaridade do movimento das manchas de sol e de temperatura superficial sobre o piso, e também a diferença de 4 °C entre as regiões sombreadas e ensolaradas, o que pode impactar a precisão da simulação de conforto térmico.

Abstract This pilot study aims to analyze the solar radiation transmission, daylight performance and glare reduction probability of complex shape solar control devices, developed with parametric modeling and digital fabrication. As methodology, initially the Rhinoceros3D+Grasshopper digital tools suite was used for the parametric modeling of solar control devices. Performance evaluations were performed by computational simulation and measurements in prototypes. For the simulations, the Diva-for-Rhino and Ladybug plug-ins were used. For the measurements, through digital fabrication, a prototype used for glare evaluations through HDR photographs was made. As main results, the solar control devices contributed to the control of solar radiation admission, better daylight distribution and glare reduction in the indoor analysis environment, confirming the reliability of the methodological procedures employed. It is important to highlight the effects of depth and inclination of the devices analyzed, respectively on the daylight distribution and selectivity in the admission of solar radiation between winter and summer. Finally, the shading masks show that despite all the development of modeling and simulation tools, the simple understanding of the solar geometry is still essential for the adequate performance of the solar control devices.

Resumo Este estudo piloto tem por objetivo analisar a transmissão de radiação solar, o desempenho lumínico e a capacidade de redução da probabilidade de ofuscamento de elementos de controle solar com formas complexas, desenvolvidos com modelagem paramétrica e fabricação digital. Como método, foi inicialmente utilizada a suíte de aplicativos Rhinoceros3D+Grasshopper para a modelagem paramétrica dos elementos de controle solar. As avaliações de desempenho foram realizadas empregando-se simulações computacionais e medições em protótipos. Para as simulações foram utilizados os plug-ins Diva-for-Rhino e Ladybug. Para as medições foi produzido, através de fabricação digital, um protótipo utilizado para avaliações de ofuscamento através de fotografias HDR. Como principais resultados, observa-se que o emprego dos elementos analisados contribuiu com o controle da admissão de radiação solar, melhorou a distribuição da luz natural e reduziu o ofuscamento nos ambientes de análise, confirmando a confiabilidade dos procedimentos metodológicos empregados. Destacam-se os efeitos da profundidade e inclinação nos elementos analisados respectivamente à distribuição da luz natural e à seletividade na admissão de radiação solar entre inverno e verão. Por fim, os mascaramentos demonstram que, apesar do desenvolvimento de ferramentas de modelagem e simulação, a simples compreensão da geometria da insolação segue imprescindível para o adequado desempenho dos elementos de controle solar.

Abstract This pilot study aims to analyze the solar radiation transmission, the daylight performance and the glare reduction probability of complex shape solar control devices, developed with parametric modeling and digital fabrication. As methodology, initially the Rhinoceros3D+Grasshopper digital tools suite was used for the parametric modeling of solar control devices. The performance evaluations were performed by computational simulation and measurements in prototypes. For the simulations, the Diva-for-Rhino and Ladybug plug-ins were used. For the measurements was made, through digital fabrication, a prototype used for glare evaluations through HDR photographs. As main results, the solar control devices contributed to the control of solar radiation admission, better daylight distribution and glare reduction in the indoor analysis environment, confirming the reliability of the methodological procedures employed. Is important to highlight the effects of depth and inclination of the devices analyzed, respectively to the daylight distribution and selectivity in the admission of solar radiation between winter and summer. Finally, the shading masks show that despite all the development of modeling and simulation tools, the simple understanding of the solar geometry is still essential for the adequate performance of the solar control devices.

O projeto de janelas considera os efeitos do meio externo, tais como o ganho de calor solar e a iluminação natural, os quais podem ser conflitantes. Este trabalho avalia o desempenho de diferentes alternativas de sistemas de janela para suporte a decisões de projeto quanto ao equilíbrio de ganhos de luz e calor no ambiente interno, com ênfase no uso de escritório no contexto do clima quente e úmido. Para isso, simulações computacionais integradas utilizando os programas Daysim e EnergyPlus foram realizadas, considerando-se o acionamento das lâmpadas apenas quando a luz natural não é suficiente para atender ao uso do ambiente. Foram variados o percentual de área de abertura, o tipo de vidro e o ângulo de sombreamento, simultaneamente, identificando-se soluções de compromisso quanto aos critérios de disponibilidade e uniformidade da luz e demanda de energia elétrica no ambiente. O controle solar pelo uso de dispositivo de proteção solar apresentou resultados substancialmente melhores que o controle solar apenas pela redução da transmissão da radiação solar do vidro. A avaliação realizada contribui para o aprofundamento da compreensão do impacto de diferentes variáveis de projeto nos fenômenos que caracterizam o desempenho da abertura de uma edificação.

Designing windows requires dealing with the external environmental conditions, which may be conflicting, such as solar gains and daylight. This paper evaluates the performance of different alternatives for window systems to support design decisions on the balance of light and heat gains in the indoor environment, focusing on offices in a hot and humid climate. In order to do this, integrated computer simulations using the Daysim and EnergyPlus softwares were performed, considering the activation of electric lighting only when daylight was not sufficient to meet the usage requirements. The variables were window-to-wall ratio, glazing type and shading angle, simultaneously. Compromise solutions were found regarding the criteria of availability and uniformity of daylight and electricity demand in the indoor environment. It was observed that solar control through the use of shading devices presented substantially better results than solar control by reducing transmission of solar radiation by the glass. The assessment conducted contributes to increase understanding about the impact of different design variables on the phenomena characterising the performance of fenestration systems.

This paper reports the results of research conducted in order to propose a system of lightweight sun protection devices that can be produced in Cuba and added to the facades of the buildings in order to reduce the heat load through the architectural envelope and the energy consumption. For this, a modular indoor air-conditioned space with three possible functions, of which the requirements were derived to satisfy the elements of sun protection design, was defined. Its performance in terms of reduced heat transfer and natural lighting inside was assessed using automated simulation with Ecotect V5. The application in a case study helped to show that the required investment for the solar protection of the building facade can be amortized in less than two years from reducing air conditioning load.

El presente trabajo refiere los resultados de una investigación realizada con vistas a proponer un sistema de elementos ligeros de protección solar que puedan ser producidos en Cuba y adicionados a las fachadas de los edificios con vistas a reducir la carga térmica a través de la envolvente arquitectónica y el consumo de energía. Para ello se definió un espacio interior modular climatizado con tres posibles funciones, del cual se derivaron los requisitos a satisfacer por los elementos de protección solar a diseñar. Su comportamiento en cuanto a reducción de la transferencia térmica y de la iluminación natural interior se evaluó mediante simulación automatizada con el programa Ecotect V5. La aplicación en un caso de estudio permitió demostrar que el costo de inversión requerido para proteger del sol la fachada del edificio puede ser amortizado en menos de dos años a partir de la reducción de la carga de climatización.

Este trabalho teve como objetivo avaliar o efeito de diferentes tipos de telas de sombreamento utilizadas como subcobertura no cultivo hidropônico de alface. Para isso, foi conduzido um experimento em estufas cobertas com filme plástico de 150µm com três tipos de subcobertura: tela termorrefletora, preta, vermelha e um ambiente controle sem o uso de tela. Para avaliar a modificação ambiental ocasionada pelos tratamentos, foram instalados em cada estufa e no ambiente externo um termohigrômetro data logger, que registrou a temperatura a cada 15 minutos do dia 18/05/2011 ao dia 14/06/2011. Posteriormente, foram calculados os graus-dia acumulados em cada ambiente. Para analisar as variações de crescimento das plantas nas diferentes condições de cultivo, foram realizadas cinco coletas ao longo do período experimental. Após a coleta das plantas, elas eram levadas ao laboratório para contagem do número de folhas maiores que 10cm de comprimento e para a determinação do índice de área foliar. Os resultados indicaram que o uso das telas alterou os padrões da temperatura, quando o uso das telas termorrefletora e preta reduziu a temperatura máxima em 4,7 e 3,6ºC, respectivamente, em relação ao ambiente controle, permitindo um menor acúmulo térmico no período experimental. Quanto às alterações morfológicas ocasionadas pelas modificações ambientais, foi possível constatar que o uso das telas termorrefletora e preta aumentou o número de folhas maiores que 10cm e o índice de área foliar. O uso de tela preta ou termorrefletora como subcobertura em estufas pode ser uma alternativa viável para incrementar a produção de alface em condições tropicais

This study aimed to evaluate the effect of different types of shading nets used as undercover of plastic in greenhouses of hydroponic cultivation of lettuce. The experiment was performed in greenhouses covered with plastic film of 150µm with three types of undercover nets: thermal reflector net, black, red and acontroltreatment - without the use of the undercover.To evaluate the environmental changes caused by treatments thermohygrometer data logger swere installed in each greenhouse as well asone in the external environment. The devices recorded the air temperature every 15 minutes from May 18th2011to June 14th2011. By using these data, it was possible to estimate the values of the growing degree-daysineach environment. To analyze the changes in plant growth and development caused by the treatments, five samples were taken along the experimental period. Inthe laboratorywe counted the number of leaves greater than 10cmof lengthand measured the leaf area index. The results indicated that the use of the nets changed the overall patterns of temperature and relative humidity. The use of thermal reflector net and black net reduced the maximum temperature at 4.7 and 3.6°C, respectively, compared to the controlalso allowing for lower growing degree-days at the end of the experimental period.As for the morphological changes caused by treatments, we observed that the use of thermal reflector netand black net increased the number of leaves greater than 10cm andalso the leaf area index.The use of black net or thermal reflector net as undercover in greenhouses can be a feasible alternative to increase the production of lettuce in tropical conditions