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 iluminação natural oferece benefícios para o edifício e para os ocupantes, porém, em climas tropicais, a luz natural é frequentemente excessiva, sendo fonte de ofuscamento e incentivo ao uso intensivo da iluminação artificial. Objetivando analisar a influência das janelas e da iluminação natural na percepção visual em ambientes laborais, esta pesquisa foi conduzida em dois edifícios de escritórios em João Pessoa-PB, com o registro da iluminância em 219 estações de trabalho simultâneo à aplicação de questionário. A amplitude dos índices de iluminância (6,77 lux a 2.620,4 lux) demonstra a dificuldade em atingir uniformidade e condição adequada às normas, com recorrentes índices em torno de 750 lux - implicando a insatisfação para 30,15% dos ocupantes. Predominaram elementos internos de sombreamento na posição 'fechada' e baixo percentual de acionamento pelos usuários (22,94%), uma vez que a frequência de manuseio se mostrou relacionada à proximidade do dispositivo. Os resultados sugerem que as janelas podem desencadear elevada insatisfação com a luz natural, quando permitem excessiva incidência de luz solar e, especialmente, quando associadas a grandes aberturas com orientação leste desprovidas de proteção solar externa.

Abstract Daylighting is beneficial for buildings and their occupants; however, in tropical climates, daylight is often excessive, and it is a source of glare and cause of frequent use of artificial lighting. With the objective of analysing the influence of windows and daylighting on visual perception in workplaces, this study was conducted in two office buildings in the city of João Pessoa, state of Paraíba, Brazil: illuminance at desk level was recorded at 219 workstations, simultaneously to a questionnaire application. The wide range of illuminance indices (from 6,77 to 2620,4 lux) demonstrates the difficulty of achieving uniform conditions that are in conformity with the standards, with recurrent indices around 750 lux leading to 30,15% of occupants’ dissatisfaction. Internal shading elements predominated in the ‘closed’ position and a low percentage of activation by users (22,94%), since the frequency of activation was related to device proximity. The results suggest that windows may be related with high dissatisfaction with daylight when they allow excessive incidence of sunlight, especially when associated with east-facing facades with no external solar protection.

Resumo A Malásia é uma nação que passou por um enorme desenvolvimento devido à sua abundância de combustível. A relação desequilibrada entre o Produto Interno Bruto e a demanda de energia indica claramente a necessidade de promover estratégias de eficiência energética no país. Este estudo investiga a relação entre o formato da construção e o consumo de energia, levando em conta o controle da excessiva radiação solar em um clima tropical. Na primeira etapa, quatro formas geométricas planas básicas, quadrado, retângulo, triângulo e círculo, são estudadas para determinar o formato ideal da construção em termos de consumo de energia em Penang, Malásia. Os resultados das análises das simulações usando o software DesignBuilder (versão 5.4.0) revelam que o círculo é a forma mais apropriada em termos de performance de energia. Na segunda etapa, todas as construções com formas ampliadas, baseadas na forma ideal obtida na primeira etapa, são simuladas sob as mesmas condições para analisar o comportamento térmico dos diferentes formatos de construção. Entre quatro casos alternativos ampliados, o Caso 3, com 90 cm de profundidade e sem deslocamento vertical a partir do topo da janela, tem uma performance energética superior e iluminação natural suficiente. Este estudo contribui para aumentar a eficiência energética de novas construções a partir da incorporação de estratégias de design no processo de design.

Abstract Malaysia is a nation that has undergone a massive development based on its abundance of fuel supply. The imbalance ratio between gross domestic products and energy demand clearly indicates the need to promote energy-efficiency strategies in the country. This study investigates the relationship between building shape and energy consumption by considering the control of excessive solar radiation in a tropical climate. In the first step, four basic plan geometries, namely, square, rectangle, triangle and circle shapes, are studied to determine the optimal building shape in terms of energy consumption in Penang, Malaysia. Results of simulation analysis using DesignBuilder software (Version 5.4.0) reveal that the circle is the most suitable form in terms of energy performance. In the second step, all buildings with extended shapes based on the optimal shape obtained from the first step are simulated under the same condition to analyse the thermal behaviour of different building forms. Amongst four alternative extended cases, Case 3 with 90 cm depth and without vertical offset from the top of the window has superior energy performance and sufficient natural daylight. This study contributes to enhance energy efficiency of new buildings by incorporating design strategies in the design process.

Resumo A forma urbana interfere no acesso dos edifícios à energia solar, o que influencia os níveis de radiação (irradiância), iluminação natural (iluminância) e potencial de produção energética, sendo necessário, portanto, considerar o aproveitamento da energia solar no desenho urbano. O estudo objetiva otimizar formas urbanas para o aproveitamento da energia solar em edifícios, considerando-se maximizar irradiância na cobertura e, ao contrário, minimizar irradiância e obter nível satisfatório de iluminância nas fachadas. Aplica-se à Região Administrativa do Gama (Distrito Federal), submetida à Lei de Uso e Ocupação do Solo (Luos). O método proposto é uma simplificação de Martins, Adolphe e Bastos (2014) e inclui a classificação de formas urbanas no ArcGIS; a definição e o cálculo do desempenho solar de 67 cenários, com DIVA e Grasshopper; e análises de iluminância e irradiância com vistas a otimizar formas urbanas. Os resultados mostram dificuldade em atingir níveis satisfatórios de iluminância em lotes pequenos, próximos e com alta taxa de ocupação. Obtiveram-se sete formas urbanas otimizadas, o que evidencia a necessidade de revisão dos parâmetros da Luos. Conclui-se sobre a relevância do desenho dos lotes (tamanho, afastamentos, orientação) e sua integração com os parâmetros de ocupação (taxa de ocupação e número de pavimentos).Ométodo utilizado demonstrou-se viável para otimizar formas urbanas quanto à energia solar e à iluminação natural,podendo ser replicado em outras condições.

Abstract The urban form influences buildings’ access to the sun, interfering in the levels of radiation (irradiance), daylight (illuminance) and energy production potential. Hence, one must consider the proper use of solar energy in the design of the urban form. This study aims to optimize urban forms based on the use of solar energy in buildings, considering the maximisation of irradiance on the roofs, and at the same time, the minimisation of irradiance and reception of a satisfactory level of illumination on façades. The study was applied in the Administrative Region of Gama (Distrito Federal, Brazil), subject to the Land Use and Occupancy Laws (LUOS). The method is a simplification of Martins, Adolphe and Bastos (2014) and includes the classification of the urban fabric, using ArcGIS; the calculation of the solar performance for 67 scenarios, using both DIVA and Grasshopper software; and an analysis, with irradiance and illuminance criteria, to define optimised urban forms. The results show that it is difficult to achieve satisfactory levels of illuminance on façades in lots that are small, close together and with high occupancy rates. Seven optimised forms were obtained, highlighting the need to review the LUOS parameters. The study concludes that the design of lots (size, spacing, orientation) and their integration with occupancy parameters (occupancy rate and number of floors) is highly relevant in urban planning. The method is feasible and can be replicated in different conditions.

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.

Resumo O desempenho da iluminação natural de ambientes pode ser avaliado por meio de várias ferramentas, a maioria baseada na iluminância. Mesmo com os avanços nas últimas décadas, principalmente os computacionais, a definição dos pontos da malha é deixada, em geral, para escolha do simulador. Este artigo tem como objetivo analisar a influência da malha de pontos no desempenho das métricas: iluminância média (Em), uniformidade (U), autonomia de luz natural (ALN), autonomia de luz natural contínua (ALNc), autonomia de luz natural espacial (ALNe), iluminância útil de luz natural (IULN) e exposição solar anual (ESA). A simulação computacional foi realizada pelo TropLux, em ambiente de 6 m2 x 6 m2 sem proteção solar. Realizou-se análise exploratória e estatística, utilizando a ANOVA, teste de Tukey e matriz de correlação. Os resultados indicam que a grade de pontos influencia na precisão das métricas estudadas. Para Em, U, ALN, ALNc, ALNe e IULN os resultados se estabilizaram a partir de uma malha de 6x6 pontos, com distância entre pontos de 1,00 m, enquanto para ESA ocorreu a partir da malha de 11x11 pontos, ou distância entre pontos de 0,54 m. O trabalho sugere que uma análise distinta das contribuições da luz do sol direta e da luz do céu levando em consideração o tamanho da malha pode otimizar o desempenho computacional, mantendo a precisão.

Abstract The luminous performance of buildings can be evaluated using several tools, most of them based on illuminance. Although progress has been made in daylight metrics in recent decades, mainly due to developments in computer systems technology, they do not usually address how grids are defined. This paper analyses the influence of the grid influence on the performance of the following metrics: average illuminance (Em), uniformity (U), daylight autonomy (DA), continuous daylight autonomy (cDA), spatial daylight autonomy (sDA), useful daylight illuminance (UDI) and annual solar exposure (ASE). Daylight simulations were done using TropLux, in a 6x6 m2 room without shading device. Exploratory and statistical analyses were performed using the ANOVA method, Tukey tests and a correlation matrix. The results indicate that the grid of points influences on the precision of the studied metrics. For Em, U, DA, cDA, sDA and UDI, the results stabilised starting from a 6x6 grid with a 1,00m distance between points. For ASE, a grid with 11x11 points, or a 0.54 m distance between points was required. This study suggests that a different analysis of skylight and direct sunlight, taking into account grid size, may optimise computer performance maintaining accuracy.

Resumo Este trabalho tem como objetivo analisar a obstrução do céu no meio urbano e seu impacto na iluminação natural e no ofuscamento. Ambientes internos em um edifício residencial multipavimentos inseridos em um clima quente e úmido foram analisados. O desempenho da iluminação natural e do ofuscamento nos ambientes de análise foi obtido com o emprego da simulação dinâmica da luz natural, com o programa Daysim e o aplicativo Evalglare.Foram analisados 120 ambientes, resultantes da combinação das variáveis: (a) obstrução do entorno;(b) refletância das superfícies do entorno;(c) proteção solar nos edifícios do entorno;(d) altura do pavimento; e (e) orientação geográfica. Os indicadores de desempenho da iluminação natural e do ofuscamento empregados foram: a iluminância útil (UDI); a iluminância excessiva (eUDI); e a probabilidade de ofuscamento da luz natural (DGP). Entre os principais resultados destacam-se: (a) redução da iluminância útil (aUDI) no percentual de área iluminada de 21,5% no cenário de máxima obstrução e de 40%nos ambientes localizados no térreo; (b) aumento da área iluminada em 8,5%, com um coeficiente de reflexão elevado, porém com impacto menor no pavimento térreo, de apenas 3%; (c) diminuição da probabilidade de ofuscamento nos cenários com obstrução do entorno; (d) redução das iluminâncias excessivas e do ofuscamento com o sombreamento causado pelos elementos de proteção solar horizontal inseridos nos edifícios do entorno; e (e) chances de ofuscamento e refletividade das superfícies verticais do entorno como variáveis diretamente proporcionais.

Abstract The aim of this study is to investigate sky obstruction in the urban fabric and its impact on daylighting and glare. Rooms in a multi-storey residential building were analysed using data from a hot and humid climate. The daylighting performance and glare levels inside the analysed rooms were accessed through climate-based simulations, using Daysim and Evalglare. A total of 120 room variations were studied, resulting from the combination of the following variables: (a) urban fabric scenarios, (b) reflection coefficient on the buildings, (c) horizontal sun shading on neighbouring facades and windows, d) floor height, and finally e) geographic orientation. The daylighting and glare performance parameters used were: useful illuminance (UDI), excessive illuminance (eUDI) and daylight glare probability (DGP). The main results highlighted in this study are: (a) a reduction of aUDI by 21.5% with the maximum obstruction scenario and by 40% in rooms located on the ground floor; (b) a higher reflection coefficient increased the illuminated area by 8.5%, with less effect on the ground floor, at only 3%; (c) a lower probability of glare was observed with higher sky obstruction; d) reduction of excessive illuminance and glare with the shading caused by the insertion of horizontal sun shading on neighbouring facades; (e) glare chance and a high reflection coefficient on the buildings are directly proportional variables.

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 Interações ser humano e ambiente construído são mediadas por estímulos fisiológicos e psicológicos, que podem interferir na percepção de variáveis de conforto. Neste contexto, avaliou-se o grau de correlação entre diferentes configurações de iluminação ambiente e variáveis subjetivas de percepção térmica e de iluminação. Realizaram-se testes em câmara climática giratória, localizada em Karlsruhe, Alemanha (49ºN, 8,5ºE). 16 indivíduos permaneceram sob condições térmicas controladas (PMV±0,5) ao longo de 5 h (8h00 às 13h00 - horário local) por três estações do ano de 2015, totalizando nove dias de coleta por indivíduo, com 36 dias de experimentos no total. Levantaram-se variáveis objetivas com espectrorradiômetros e confortímetros. A percepção subjetiva das características de iluminação e de conforto térmico foi levantada por questionários. Correlacionaram-se estatisticamente (Spearman, rs) dados subjetivos com dados objetivos ambientais: iluminância (E - lux), temperatura de cor aparente (TCC - K), comprimento de onda dominante (DWl - nm) e fator de ação circadiano (acv) para a amostra total e para o grupo dos indivíduos com cronotipo indiferente (n=11). Observaram-se correlações significativas apenas entre a percepção de temperatura e as variáveis ambientais em situações com menor disponibilidade de luz natural (inverno, fachada não equatorial) para os dois grupos avaliados, sendo as correlações maiores para o grupo cronotipo indiferente.

Abstract Human interactions in the built environment are mediated by physiological and psychological stimuli, which may interfere in the perception of environmental comfort variables. In this context, the degree of correlation between different ambient lighting configurations in terms of subjective thermal and light perception was evaluated. Tests were carried out in a rotating climatic chamber, located in Karlsruhe, Germany (49ºN, 8,5ºE). 16 subjects remained under controlled thermal conditions (PMV ± 0.5) over 5 h (8:00 a.m. to 1:00 p.m. local time) during three seasons in 2015, totalizing nine days of collection per individual, with 36 experimental sessions in total. Objective variables were assessed with spectroradiometers and comfort meters. Subjective perception of lighting characteristics and thermal comfort was obtained from questionnaires. Illuminance (E-lux), apparent color temperature (TCC-K), dominant wavelength (DWl-nm), and circadian action factor (acv) were correlated statistically (Spearman, rs) with objective environmental data: for the whole sample and for the group of individuals with indifferent chronotype (n = 11). Significant correlations were observed only between temperature perception and environmental variables in situations with less available natural light (winter, non equatorial façade) for the two groups evaluated, and the correlations were higher for the indifferent chronotype group.

Resumo Este artigo visa contribuir para a discussão das métricas dinâmicas Maximum Daylight Autonomy (Damax [Autonomia de Luz Natural Máxima]) e Useful Daylight Illuminance (UDI [Iluminância Natural Útil]) em análises de desempenho da luz natural em clima tropical. Devido à alta luminosidade nos trópicos, os resultados dessas métricas podem não fornecer indicações adequadas de uniformidade e disponibilidade da luz no ambiente. Foram realizadas simulações dinâmicas no software Daysim de salas multiúso com um sistema de abertura sombreado. Os modelos combinam fator de céu visível (FCV alto, médio e baixo) e percentual de abertura de fachada (PAF 20%, 40%, 60% e 90%), e foram analisados para três situações de iluminância mínima: 100 lux, 300 lux e 500 lux. Planilhas eletrônicas foram utilizadas para adequar os critérios de UDI e DAmax. Foram consideradas as métricas de DAmax para 100 lux, 300 lux e 500 lux, e três intervalos de UDI (100-2.000 lux, 300-3.000 lux e 500-5.000 lux), comparando os resultados convencionais com DAmax e UDI propostos. Os resultados demonstraram que o intervalo convencional de UDI e DAmax desconsideram ocorrências significativas de luz natural útil e uniformidade em situações de grande luminosidade. O estudo contribui ao propor intervalos de UDI e DAmax mais adequados para análises de desempenho luminoso nos trópicos.

Abstract This paper aims to discuss the dynamic metrics Maximum Daylight Autonomy (DAmax) and Useful Daylight Illuminance (UDI) in daylight performance analysi in a tropical climate. Due to the high luminosity in the tropics, the results of these metrics may not provide adequate indications of uniformity and daylight availability in the room. Dynamic simulations were performed in Daysim software of a multipurpose room with a shaded fenestration system. The models combined visible sky factor (VSF high, medium and low) and window-to-wall ratio (WWR 20%, 40%, 60% and 90%), and were analyzed for three situations of minimum illuminance: 100 lux, 300 lux e 500 lux. Spreadsheets were used to customize the UDI and DAmax criteria. DAmax metrics for 100 lux, 300 lux, 500 lux, and three UDI intervals (100-2000 lux, 300-3.000 lux and 500-5.000 lux) were considered, comparing the conventional results with DAmax and UDI proposed by the spreadsheet. The results showed that conventional UDI and DAmax disregard significant occurrences of useful daylight in situations of high luminosity. The study contributes with proposed intervals of UDI and DAmax that showed more coherence in the analysis of luminous performance in the tropics.

Resumo Em Belo Horizonte, os parâmetros urbanísticos municipais associados às características topográficas da malha urbana da cidade levaram a crer que a quantidade de luz natural admitida nos ambientes residenciais, especialmente em andares inferiores, poderia ser bastante reduzida. A proposta deste trabalho foi então analisar a admissão de luz natural em edifício residencial inserido na malha urbana da cidade sob a influência de diferentes topografias. Para isso, foram investigadas a declividade do terreno e a localização vertical da unidade residencial em quatro orientações geográficas por meio dos critérios propostos no RTQ-R e na NBR 15575-1. Para atendimento da NBR 15575-1, as iluminâncias internas foram obtidas de acordo com as partes 2 e 3 da NBR 15215 e também por simulação computacional. Verificou-se que pelo método prescritivo da NBR 15575-1 todos os ambientes atenderam aos limites para desempenho mínimo. Já por simulação, de 6% a 9% dos valores não atenderam a esses limites. A diferenciação em relação à topografia e à localização vertical da unidade foi notada mais significativamente na avaliação feita de acordo com o RTQ-R. Os resultados obtidos neste caso indicaram que apenas 19% dos ambientes situados no primeiro pavimento e 50% de todos os ambientes localizados na maior declividade atenderam aos requisitos para bonificação. Os resultados parecem indicar ainda que a legislação municipal deveria ser revisada nas situações de maiores declividades.

Abstract In Belo Horizonte, the municipal urban parameters associated to the topographic characteristics of the city's urban mesh led to the belief that the amount of daylighting allowed in residential environments, especially on lower floors, could be greatly reduced. The purpose of the present study was to evaluate the daylight admission in residential building in the city's urban mesh under the influence of several different topographic. The analysis addressed the slope, the vertical location of the unit in 4 geographic orientations. The evaluations were carried out according to RTQ-R and to NBR 15575-1 requirements using NBR 15215 parts 2 and 3 and computer simulations. Using the NBR 15575-1 method all illuminances were within the minimum values. Using computer simulation 6% to 9% of the values did not meet the minimum established values. The difference between the slope and the vertical location of the unit was noticed more significantly in the evaluation made according to the RTQ-R. The results showed that 19% of the first floor rooms and 50% of all rooms located in the worst slope meet the RTQ-R bonus requirements. It was indicated that the city urban legislation should be revised including the analysis of the worst terrain slopes.

Resumo Prever o efeito da vegetação arbórea no desempenho da iluminação natural é uma tarefa complexa e difícil, pois depende da reprodução precisa da passagem da luz através de suas copas. Variáveis como tamanho da folha, sua forma, refletância e transparência, entre outras, devem ser consideradas. Assim, modelar uma árvore reproduzindo exatamente a situação real é impraticável, não só devido à quantidade e complexidade das variáveis, como também por causa da sobrecarga do modelo. Nesse quadro, esta pesquisa tem por objetivos: aprimorar um método de medição da permeabilidade da vegetação arbórea à passagem da luz natural, que chamamos de "fração de lacuna da copa", utilizando a fotografia hemisférica e a análise de imagens; e aplicar as medidas resultantes em modelos digitais tridimensionais simplificados, para utilização em simulação computacional da luz natural. Três modelos experimentais, denominados de "persianas", "translúcido" e "frestas", foram desenvolvidos para simular quatro espécies arbóreas. Os níveis de iluminação em situação real e simulada de cada um foram comparados e validados segundo os indicadores MBE e RMSE relativos. O modelo "frestas", por exemplo, mostrou-se adequado às espécies pitombeira e carolina, com MBE relativo de 0,21 e -0,12 e RMSE relativo de 0,02 e 0,03 respectivamente, o que comprova a pertinência do método desenvolvido.

Abstract Predicting the effect of arboreal vegetation on daylight performance is a complex and difficult task as it depends on accurately simulating the passage of light through its canopy. Variables such as leaf size, shape, reflectance and transparency, among others, should be considered. Thus, modeling a tree exactly simulating the real situation is impractical, not only because of the quantity and complexity of the variables, but also because of the overload of the model. In this context, the main aims of this research are: to improve the way of measuring the permeability of arboreal vegetation to daylight, which we call the "canopy gap fraction", using hemispherical photography and image analysis; and apply these measurements in simplified three-dimensional digital models to use in computational daylight simulations. Three digital models, namely "blinds", "translucent", and "gaps" were developed, simulating four tree species. The actual and simulated light levels of each one were compared and validated according to the relative MBE and RMSE indicators. The "gap" tree model, for example, was especially suitable for the Pitombeira and Carolina tree species, with relative MBE values of 0.21 and -0.12, as well as relative RMSE values of 0.02 and 0.03, respectively, proving the relevance of the developed method.

Resumo Este trabalho teve por objetivo propor um método simplificado que integre a aplicação de redes neurais artificiais (RNA) com zoneamento de iluminação natural para a estimativa da redução do consumo energético de edifícios não residenciais em função do aproveitamento da luz natural. Utilizou-se metamodelagem, sendo as redes treinadas com base em resultados obtidos através de simulações computacionais energéticas integradas. Utilizou-se a técnica de amostragem Hipercubo Latino para gerar os dados de entrada, que foram parametrizados com o plug-in Grasshopper e simulados com o plug-in Diva, do programa Rhinoceros. Para a aplicação do método propôs-se uma RNA tendo como parâmetro de saída densidade de potência de iluminação em uso combinada, através de ponderação por área, com um zoneamento de iluminação natural que considera o dinamismo do clima. Discutiu-se a relação entre a sequência proposta, cujos erros foram inferiores a 5%, o RTQ-C e índices mínimos de iluminação natural. Como conclusão geral, pode-se dizer que o método simplificado tem potencial para ser replicado e utilizado dadas sua precisão, velocidade e facilidade de aplicação. Para a aplicação do método em instrumentos de regulação, é importante que os índices mínimos de desempenho luminoso sejam cuidadosamente avaliados devido a seu impacto significativo no consumo energético das edificações.

Abstract The objective of this study was to propose a simplified methodology, integrating the use of artificial neural networks (ANN) with daylighting zoning, with the aim of predicting potential energy savings resulting from the use of daylight in non-residential buildings. The approach used in this study was metamodeling, and the networks were trained based on results obtained through integrated computer energy simulation. The Latin Hypercube sampling technique was used to generate the input data that was parameterized trough the Grasshopper plug-in and simulated trough the DIVA plug-in for the Rhinoceros software. For the application of the method an ANN was used, where the output parameter was Lighting Power Density in Use, combined with dynamic daylighting zones that consider the weather dynamics, weighted by area. This paper discusses the relationship between the methodological sequence approach, which presented errors below 5, and the RTQ-C and daylighting reference index. The overall conclusion was that the simplified method has potential to be replicated and used because of its accuracy, speed and workability. With regard to the method's application in regulatory tools, it is important that minimum daylighting performance is carefully evaluated due to its significant impact on the energy consumption of buildings.

Resumo Ambientes de trabalho bem iluminados com a luz do dia trazem ao usuário conforto visual, uma série de benefícios físicos e psicológicos, e tornam possível o bom desempenho das atividades visuais, além de economizar energia. No entanto, nem sempre as pessoas adotam essa solução: as preferências por um tipo de iluminação envolvem muitas variáveis além da disponibilidade da luz. O presente trabalho explora um estudo de caso através de respostas de questionários e da simulação computacional de uma série de índices relacionados à qualidade da iluminação na busca de explicações sobre preferências de iluminação dos usuários de salas individuais de escritórios. Os resultados mostram que, embora o desempenho de aproveitamento da luz do dia das salas seja bom, não haja potencial de ofuscamento e os usuários estejam satisfeitos com a iluminação natural, esses parâmetros são insuficientes para explicar as preferências de iluminação predominantes; mostraram também que, embora não haja consenso sobre os parâmetros que potencialmente geram conforto visual, há uma clara identificação dos que geram desconforto. Além disso, no estudo em questão, 49% dos casos da preferência predominante pela iluminação mista (natural mais elétrica) foram explicados pela melhor modelação produzida por ela em relação à produzida somente pela luz do dia.

Abstract Workplaces with good daylighting offer visual comfort to users, give them a series of physiological and psychological benefits and allow good performance of visual activities, besides saving energy. However, this solution is not always adopted: lighting type preferences involve many variables besides the availability of daylight. This paper explores a case study through the analysis of questionnaire answers and computer simulations of a series of metrics related to quality of lighting with the aim of finding explanations for the lighting preferences of individual office users. The results show that, although the offices present good daylighting conditions and no glare potential, and users are satisfied with daylighting, these parameters are not sufficient to explain the predominant lighting preferences. The findings have also shown that there is no consensus about which parameters potentially cause visual comfort, while the parameters that cause discomfort are clearly identified. In addition, in this study, 49% of the preference for mixed lighting (daylight plus electrical light) can be explained by the fact that mixed lighting produces better modeling than daylighting alone.