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Master's Dissertation
DOI
10.11606/D.102.2018.tde-25042018-103424
Document
Author
Full name
Ana Carolina Aquareli Cordeiro
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Carlos, 2018
Supervisor
Committee
Franieck, Rosana Maria Caram (President)
Chvatal, Karin Maria Soares
Roriz, Victor Figueiredo
Sacht, Helenice Maria
Title in Portuguese
O uso de cobogós como segunda pele em edifícios de escritórios: análise do desempenho lumínico de diferentes geometrias
Keywords in Portuguese
Cobogó
Desempenho lumínico
Simulação computacional e método experimental
Abstract in Portuguese
Uma das principais características do território brasileiro é a abundância de luz natural, recurso este que deve ser melhor aproveitado no interior das edificações. É fundamental que haja qualidade de iluminação natural incidindo nestes ambientes, principalmente se atividades visuais são desenvolvidas nestes locais. Por outro lado, a radiação solar direta também possui efeitos negativos, e o controle de sua incidência de forma direta nos ambientes internos se faz necessário. Dentro deste contexto, é relevante o uso de estratégias projetuais que, ao mesmo tempo que possibilitem o uso da luz natural, também protejam estes espaços internos da insolação direta, como os cobogós, elementos que permitem a passagem de luz natural e dos ventos, mas controla a incidência da radiação solar direta. O objetivo desta pesquisa é avaliar o desempenho lumínico em salas hipotéticas de escritórios, por meio da utilização de diferentes geometrias de cobogós, levando em consideração as diferentes latitudes, as orientações geográficas e as profundidades das salas. A metodologia consiste na análise do nível de iluminância e da uniformidade da luz nos ambientes estudados. Para este trabalho foram utilizados dois métodos: o método computacional, por meio do programa DIAlux e o método experimental, no qual foram avaliados modelos de escala. Primeiramente, foram apresentadas as análises obtidas por meio do programa computacional, que simulou quatro salas hipotéticas; duas delas tinham sua abertura composta somente com vidro, e as outras duas, a abertura continha, além do vidro, o cobogó como segunda pele. Para realizar as simulações foi empregada uma diversificada faixa de latitudes do território brasileiro (5ºN à 34ºS). Os resultados demostraram que os parâmetros projetuais como a utilização da sala sem cobogós (somente vidro), a geometria dos elementos vazados e a sua área de abertura, a orientação solar e os períodos analisados (verão e inverno) exerceram uma influência significativa na distribuição e no redirecionamento da luz no ambiente interno das salas estudadas. Com relação ao desempenho de luz no ambiente, o caso 1, entre todos os outros estudados, foi o que mostrou ser mais eficiente e atendeu melhor o requisito de iluminância interna, apesar de se verificar pontos com luminosidade acima de 2000 lux, principalmente na fachada Oeste e no final da tarde. Posteriormente, foram avaliados e comparados os dados 8 simulados com os dados medidos em um modelo de escala, averiguando duas situações definidas: o caso de referência e um dos casos de cobogós para a cidade de São Carlos. Os resultados obtidos por meio do programa DIAlux garantiram valores mais próximos do ideal, já que neste software foram inseridos a latitude, a hora, a orientação, e demais dados que não irão sofrer influências externas. Em contrapartida, o método experimental revelou-se uma ferramenta útil na visualização da distribuição espacial da luz no ambiente estudado. Como conclusão do trabalho, comprovou-se que os cobogós são eficazes dispositivos de sombreamento, pois controlam altos níveis de iluminância em comparação aos ambientes que não apresentaram esses elementos de proteção.
Title in English
The use of cobogos as second skin in office buildings: analysis of light performance of different geometries
Keywords in English
Cobogó
Computational simulation and experimental method
Light performance
Abstract in English
One of the main characteristics of the Brazilian territory is the abundance of natural light, a resource that should be better utilized inside the buildings. It is fundamental that there is quality of natural lighting focusing on these environments, especially if visual activities are developed in these places. On the other hand, the direct solar radiation also has negative effects, and the control of its incidence directly in the internal environments becomes necessary. Within this context, it is important to use design strategies that, while allowing the use of natural light, also protect these indoor spaces from direct sunlight, such as cobogos, elements that allow the passage of natural light and winds, but controls the incidence of direct solar radiation. The objective of this research is to evaluate light performance in hypothetical office rooms through the use of different pavement geometries, taking into account the different latitudes, geographic orientations and depths of the rooms. The methodology consists in the analysis of the level of illuminance and the uniformity of light in the studied environments. For this work two methods were used: the computational method, through the DIAlux program and the experimental method, in which scale models were evaluated. Firstly, the analyzes obtained through the computational program, which simulated four hypothetical rooms, were presented; two of them had their opening composed only of glass, and the other two, the opening contained, besides the glass, the cobogó as second skin. In order to carry out the simulations a wide range of latitudes of the Brazilian territory (5ºN to 34ºS) was employed. The results showed that the design parameters such as the use of the room without cobogos (glass only), the geometry of the leaked elements and their opening area, the solar orientation and the analyzed periods (summer and winter) exerted a significant influence on the distribution and in the redirection of the light in the internal environment of the rooms studied. Regarding the performance of light in the environment, case 1, among all others studied, was shown to be more efficient and better met the requirement of internal illuminance, although points with brightness above 2000 lux, especially in the facade West and late afternoon. Subsequently, the simulated data were compared with the data measured in a scale model, checking two defined situations: the case of reference and one of the cases of cobogos for the city of São Carlos. The results obtained through the DIAlux program 10 guaranteed values closer to the ideal, since in this software were inserted latitude, time, orientation, and other data that will not suffer external influences. In contrast, the experimental method proved to be a useful tool in visualizing the spatial distribution of light in the studied environment. As a conclusion of the work, it was verified that the cobogos are effective shading devices, because they control high levels of illuminance in comparison to environments that did not present these elements of protection.
 
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Publishing Date
2018-05-15
 
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