Introdução

O desempenho das edificações brasileiras assim como seus constituintes tem sido tema de debates realizados por especialistas, nas áreas de construção civil e afins, há muito tempo, tendo um enfoque a partir de meados de 2002 quando houve a primeira tentativa de gerar uma norma que contivesse parâmetros avaliativos adequados a realidade brasileira. Desde então, os documentos e trabalhos realizados a partir desses encontros resultou na Norma de Desempenho ABNT NBR 15575:2008 que através de requisitos (qualitativos), critérios (quantitativos) e métodos avaliativos contempla temas como: desempenho acústico, desempenho térmico, desempenho lumínico, estanqueidade, segurança contra incêndio, funcionalidade / acessibilidade e outros.   

Esse artigo tem ênfase no Desempenho Lumínico, ressaltando os requisitos, critérios e métodos avaliativos aplicados de maneira generalizante, uma vez que a norma não compreende a aplicação desse item para sistemas separadamente como: sistemas estruturais, sistemas de pisos internos, sistemas de vedações internas e externas, sistemas de coberturas e sistemas hidro-sanitários.

O artigo também busca fazer uma intercalação entre o que é exposto na norma, em outras fontes sobre esse tipo de desempenho e a realidade da cidade de Brasília voltada para a utilização e controle da iluminação natural.

Objetivos

• Produzir um documento de consulta a alunos de graduação e pós-graduação sobre Desempenho Lumínico, embasado na Norma ABNT NBR 15575:2008, enfatizando a realidade brasiliense através de exemplos de edificações que possuam algum tipo de elemento de controle para iluminação natural;
• Divagar sobre possíveis impactos da aplicação da norma no meio profissional, no mercantil e para os clientes.

Revisão Bibliográfica

A busca da eficiência energética no mundo é conseqüência dessa realidade em que há escassez dos recursos materiais e energéticos disponíveis.

De acordo com Galasiu e Veitch (1) em 2006, a literatura mostra uma forte preferência pela utilização da luz do dia com uma ampla aceitação por parte dos usuários e profissionais da área, como tem sido reconhecido pela comunidade de pesquisa de construção, por exemplo, na criação da Subtarefa A: perspectivas e exigências do usuário, sob a Task IEA 31, ''Edifícios Daylighting no século 21”, segundo o International Energy Agency – IEA (2).

Segundo o Departamento de Energia dos EUA, como parte do esforço para reduzir a produção de gases do efeito estufa e preservar o ambiente natural, edifícios de escritórios devem consumir menos energia. Na quota de edifícios comerciais dos EUA o consumo de eletricidade foi relatado em 2002 em 35%, de acordo com o U.S. Department of Energy (3). E no Canadá, escritórios e outros edifícios institucionais, foram colhidos valores de consumo em 30% (4). A iluminação nesses edifícios representa cerca de 15% da energia total consumida e que pode ser reduzida com a adoção de elementos de controle de iluminação bem projetados que tirem proveito da luz natural disponível. O ideal é que esses elementos propiciem um correto nível de transmissão luminosa em relação à orientação solar afim de que essas aberturas afetem o mínimo possível o desempenho térmico evitando o aumento energético pela necessidade de incrementar sistemas de refrigeração ou calefação.

Chocos (5) aplicou questionários na Inglaterra e na Nova Zelândia para investigar a percepção dos usuários com relação à importância da existência de aberturas que aproveitassem a iluminação natural. Foram questionados se consideravam as janelas uma característica importante de um local de trabalho e, em caso afirmativo, como isso era importante para eles e por quê. Quase todos os entrevistados (99%) achavam que os escritórios deveriam ter aberturas (janelas) e 86% consideraram a iluminação natural como sua fonte lumínica preferida. A preferência pela iluminação natural foi atribuída à crença de que trabalhar com a luz do dia resulta em menos estresse e desconforto do que trabalhar com luz elétrica, mas como o autor observou esta crença não define que o uso de iluminação artificial é prejudicial à saúde. Estudantes universitários pesquisados no Canadá por Veitch et al. (6) sobre os seus conhecimentos, crenças e preferências para a iluminação apresentaram dados semelhantes. Quando Veitch e Gifford (7) refinaram seus questionários e examinaram a questão novamente através de uma amostra mista de trabalhadores de escritório e estudantes universitários, mais uma vez observaram que as pessoas acreditavam que a luz do dia é preferível.

Na pesquisa de Butler e Biner de 1989 (8) realizada em Indiana, EUA, constatou-se que a preferência dos usuários pelo tamanho das aberturas (janelas) variava de acordo com o tipo de espaço. Ao contrário do que pesquisas anteriores que mostraram uma preferência geral para grandes janelas, este estudo forneceu evidências de que grandes janelas não eram a escolha preferida para a maioria dos espaços.

Rubin et al. (9) em 1978 encontraram que a maioria dos ocupantes de escritórios equipados com persianas preferem configurações fechadas que pouco tinham a ver com a posição do sol ou com as condições climáticas diárias e sazonais. O experimento foi realizado ao longo de três períodos de 10 dias em outubro, fevereiro e julho. Os resultados mostraram que a incidência de persianas fechadas foi maior no lado sul (cerca de 80%) do que no norte (cerca de 50%), o que sugere que os ocupantes utilizavam suas persianas para evitar a penetração da luz solar e superaquecimento de seus escritórios. No entanto, a maioria das persianas ou brises foram projetadas com as abas abertas e não fechadas, o que sugere uma preferência por uma visão do exterior

3.1 Lei de Eficiência Energética no Brasil

A Lei nº 10.295, de 17 de outubro de 2001, aborda os valores máximos de consumo de energia, ou os mínimos de eficiência energética, para máquinas e aparelhos fabricados ou comercializados no País e que contribui no sentido de combater o desperdício.

Segundo Haddad em 2002 (10), apesar das circunstâncias atuais, é importante ressaltar que a eficiência energética não pode estar vinculada apenas a questões conjunturais, mas deve ser uma finalidade prática da Política Energética Nacional, através de ações que visem, por exemplo, agregar valor e desenvolver tecnologia, preservando o meio ambiente e introduzindo, no mercado nacional, produtos de maior eficiência energética.

As ações do governo contribuíram com os avanços na área de produção de energia quando foram criadas as agências reguladoras (ANEEL – Agência Nacional de Energia Elétrica e ANP – Agência Nacional de Petróleo), e, obrigou as concessionárias públicas a adotarem medidas contratuais de contenção e combate ao desperdício assim como desenvolvimento tecnológico.

3.2 Procel

De acordo com a Eletrobrás em 2011 (11), o Selo Procel tem por objetivo orientar o consumidor no ato da compra, indicando os produtos que apresentam os melhores níveis de eficiência energética dentro de cada categoria, proporcionando, assim, economia na sua conta de energia elétrica. Também estimula a fabricação e a comercialização de produtos mais eficientes, contribuindo para o desenvolvimento tecnológico e a preservação do meio ambiente.

O Selo tem um caráter voluntário e todos os produtos devem ser analisados e testados em laboratórios reconhecidos e idôneos indicados pelo próprio PROCEL. Os critérios constam no Regulamento do Selo Procel de Economia de Energia - 2011.  

3.3 Norma de Desempenho ABNT NBR 15575:2008

A avaliação do desempenho da iluminação em edificações leva em conta a iluminação natural e a artificial. Em ambos os casos, devem ser observadas as exigências humanas de conforto visual, que englobam fatores como iluminâncias adequadas à atividade exercida e campo visual livre de ofuscamentos.

De acordo com a ABNT NBR 15575-1:2008 (12) durante o dia as dependências da edificação habitacional devem receber iluminação natural conveniente, oriunda diretamente do exterior ou indiretamente, através de recintos adjacentes.

E durante a noite, o sistema de iluminação artificial deve proporcionar condições internas satisfatórias para ocupação dos recintos e circulação nos ambientes com conforto e segurança.

Definidas essas duas condições básicas de iluminação, a norma aborda de maneira separada para cada uma dessas situações requisitos, critérios e métodos de avaliação. 

3.3.1 Iluminação Natural

O requisito para iluminação natural estabelecido pela norma consiste na necessidade de que todos os ambientes recebam quantidades de luz natural, obviamente, durante o dia.

Como critério, a ABNT NBR 15575-1:2008, (13), apresenta níveis mínimos  satisfatórios para os ambientes iluminados apenas por iluminação natural.

Como forma de avaliação da iluminação natural a norma contempla três métodos. O primeiro consiste na análise do projeto através de premissas estabelecidas, o segundo é através do método de cálculo e o terceiro através de medição in loco.

3.3.2 Iluminação Artificial

O requisito para iluminação artificial segundo a ABNT NBR 15575-1:2008 (14) consiste em propiciar condições de iluminação artificial interna satisfatórias, segundo as outras normas brasileiras vigentes, para ocupação dos recintos e circulação nos ambientes com conforto e segurança.

Como critério, a norma coloca que os níveis mínimos, intermediários e superiores de iluminação artificial para os ambientes devem estar em acordo com a ABNT NBR 15575-1:2008, (15).

Os métodos de avaliação de cumprimento ao estipulado em norma consiste nos mesmos aplicados para a iluminação natural. Análise de projeto, método de cálculos e medição in loco.

A preocupação explicitada pela norma de desempenho não é o único intento voltado à priorização da qualidade na construção, assim como atendimento às necessidades e conforto dos usuários. Nessa mesma linha, porém direcionado a utilização de luz natural pode-se citar o Projeto de Norma ABNT 02:135.02-001 (16) que surgiu a partir da exigência, constatada, por parte da sociedade de projetos e edificações que implementem o conceito de eficiência energética e conforto visual, vislumbrando cada vez mais a utilização de recursos renováveis e menor degradação do meio ambiente e seus insumos ou matérias-primas.

Esse projeto de norma tem como intuito divulgar e ordenar as informações existentes, fornecendo aos profissionais ligados à área da construção civil os instrumentos para aplicação de mecanismos que controlem e aproveitem a iluminação natural, aumentando o desempenho lumínico sem comprometer o desempenho térmico.

O escopo desse projeto de norma é dividido em:

Termos gerais, no qual são determinadas ou confirmadas as nomenclaturas utilizadas no meio acadêmico como azimute, céu artificial, iluminação zenital, zona ou fuso-horário entre outros.

Componentes de iluminação em que divide-se em gerais e classificatórios. No item gerais é informado a forma de penetração da luz na edificação se é lateral, zenital, global, de condução, etc. No item classificatórios é colocado o tipo do elemento em que há penetração, por exemplo, janelas, clarabóias, cúpulas, dutos de sol, átrio, etc. Definindo as características de cada um deles.

Elementos de controle que consistem em protetores ou dosadores de entrada de iluminação natural para o interior da construção.  Normalmente transmitem a luz de forma difusa ou com menor intensidade, diminuindo o impacto térmico e conseqüentemente o uso de refrigeração artificial. Pode-se citar a prateleira de luz, veneziana, beiral, toldos, elemento vazado e outros.

Contextualização da norma

Brasília, com apenas 50 anos de idade, considerada uma cidade símbolo da arquitetura e do urbanismo modernista do século XX, reconhecida pela sua organização e planejamento voltados à preocupação com o bem estar e qualidade de vida de seus habitantes, vem apresentando problemas, comuns de cidades mais antigas, ligados principalmente ao desempenho na construção seja referente à qualidade dos materiais ou aos serviços prestados, tanto na fase de projeto como de execução.

Um dos grandes dilemas enfrentados tem sido a adoção, por motivos econômicos e comerciais, de tipologias arquitetônicas originárias de países com clima temperado que causam transtorno no item conforto ambiental assim como aumento no consumo energético tornando as edificações menos eficientes e deficitárias de sistemas de refrigeramento. A culpa por isso pode ser atribuída à falta de um correto processo de projetação e aplicação de legislação fiscalizatória que forcem um estudo sério do aproveitamento da luz artificial e da luz natural com correta escolha dos elementos de controle e passagem sem que haja prejuízo ao desempenho térmico.

A fim de resolver tais questões de maneira objetiva e baseadas em parâmetros mensuráveis há um esforço, por parte do meio profissional local e nacional, para regularizar e aprovar a ABNT NBR 15575-1:2008 (17).

Nesse intuito, apesar do constante aumento das fachadas completamente envidraçadas, em Brasília, há exemplos de aplicabilidade de elementos de controle da iluminação em edificações mais antigas e que demonstram a viabilidade de utilização dos mesmos sem danos estéticos e executivos em que na realidade o que se constata é justamente o oposto onde esses elementos são parte fundamental e integrante do corpo edificável e concepção de projeto.

São exemplos dessas inserções as seguintes obras arquitetônicas:

a) Esplanada dos Ministérios

O elemento de controle predominante na fachada oeste dos ministérios, são as venezianas verticais, comumente chamadas de brises. Esse tipo de elemento visa bloquear parcial ou totalmente a entrada de luz natural, sendo na maior parte das vezes regulável. A preocupação com a incidência solar acabou por tornar-se característica intrínseca da edificação. 

Venezianas verticais (brises), elemento de controle na fachada oeste dos Ministérios em Brasília - DF
Foto dos autores

b) SCS (Setor Comercial Sul) - Edifício Morro Vermelho em Brasília-Distrito Federal

O elemento de controle predominante na fachada norte do edifício, são beirais móveis, porém caso estejam posicionadas de forma perpendiculares as aberturas podem desempenhar também a função de prateleira de luz, conduzindo de maneira difusa a luz para o interior das salas. Na fachada sul, por receber menos insolação colocou-se apenas um brise para bloquear ou direcionar a luz ocasionalmente, provavelmente no verão.

Beirais móveis na fachada noryte do Edifício Morro Vermelho em Brasília - DF
Foto dos autores

Brises móveis na fachada sul do Edifício Morro Vermelho em Brasília - DF
Foto dos autores

c) SQN (Super Quadra Norte) 206 em Brasília-Distrito Federal  

No bloco há presença de dois tipos de elementos de controle feitos em concreto. O primeiro, é classificado como elemento vazado, popularmente chamado de cobogó, e se encontra na fachada de serviço. O segundo, é o beiral e há presença do mesmo tanto na fachada de serviço como na fachada principal. O interessante de ambos está na forma peculiar em que foram projetados e em como define toda a percepção e composição das fachadas. 

Cobogó na fachada de serviços do bloco 206, Super Quadra Norte Brasília - DF
Foto dos autores

Beiral na fachada principal do bloco 206, Super Quadra Norte em Brasília - DF
Foto dos autores

d) DNIT (Departamento Nacional de Infraestrutura de Transporte)

O Edifício do DNIT no Setor de Autarquias Norte em Brasília-Distrito Federal, possui elementos tipo veneziana fixa feitos em concreto, os quais provavelmente foram locados em acordo com a orientação solar, protegendo da incidência direta e permitindo ventilação natural.

Veneziana fixa vista aberta do Edifício do DNIT em Brasília - DF
Foto dos autores

Veneziana fixa vista fechada do Edifício do DNIT em Brasília - DF
Foto dos autores

e) W3 Norte - Brasília Shopping

O Edifício do Brasília Shopping em Brasília-Distrito Federal, é composto basicamente por uma pele de vidro sem qualquer barreira que propicie sombreamento aos espaços internos, o único elemento de controle existente é o vidro temperado fumê o qual não é o mais adequado para o perfil climático de Brasília.

Vidro temperado fumê do Edifício do Brasília Shopping
Foto dos autores

A partir do que foi observado nas edificações brasilienses, constata-se que a demanda de mercado é ainda um fator primordial para aplicação dos elementos de controle nas fachadas, pois se verificou uma presença maior deles nos prédios mais antigos feitos de concreto aparente, às vezes com inserções metálicas e de tendências tipológicas modernistas. Ao contrário das construções mais recentes que em sua maioria possuem fachada translúcida lisa sem qualquer componente dosador da luz solar que remetem a uma estética tida como arrojada, contemporânea e tecnológica.

Considerações finais

A problemática da utilização de energia no mundo e no Brasil, além de ser pautada em discussões ou congressos, agora tem de ser enfrentada pensando em soluções criativas e alternativas. É necessário, que tanto a construção, quanto o uso desta seja logo adaptado aos novos paradigmas caracterizados pelas limitações das fontes energéticas.

O Brasil tem um clima que viabiliza a diminuição do consumo de energia das edificações. Devido à existência de sua abóbada celeste entre as mais luminosas do mundo, permitindo dispensar o uso de iluminação artificial na maior parte do dia. E porque as  diferenças térmicas entre verão e inverno na maior parte do território brasileiro são pequenas, proporcionando um funcionamento confortável das edificações com o mínimo de despesa energética.

Mas, é essencial ressaltar que a iluminação deve ser projetada para o usuário da edificação. Para o dimensionamento certo de um sistema de iluminação natural deve-se atentar para:

a) Dimensionamento certo das aberturas das edificações, considerando a quantidade e tipo de luz que insere nas mesmas, levando ao conforto visual;

b) Deve-se ter cautela especial com a eficiência térmica da área superficial da janela que é limitada em eficiência luminosa. Assim, o ideal é utilizar apenas a superfície iluminante necessária, além da utilização de elementos de controle contra a radiação solar direta;

c) Quanto mais claras forem as superfícies do entorno e do interior da edificação, melhor será o rendimento do sistema de iluminação;

d) Dimensionamento certo do sistema de iluminação, através do estabelecimento certo das atividades visuais e das características de quem as executa;

e) Deve-se ainda considerar a qualidade e a capacidade energética das lâmpadas, no dimensionamento do sistema de iluminação artificial.

Portanto com a aplicação de conceitos de sustentabilidade cada vez mais difundidos pelo mundo e o crescente desenvolvimento tecnológico dos componentes construtivos é presumível que a tendência do mercado brasiliense assim como global se modifique, ainda que leve alguns anos, e valorize além da estética, conceitos como a funcionalidade, a durabilidade, a reciclabilidade e o desempenho.

notas

1
GALASIU, Anca D., VEITCH, Jennifer A. Occupant preferences and satisfaction with the luminous environment and control systems in daylit offices: a literature review. Indoor Environment Research Program, Institute for Research in Construction, National Research Council Canada, 1200 Montreal Road, Building M24, Ottawa, Ontario, Canada, K1A 0R6. Energy and Buildings 38 (2006) 728–742. Crown Copyright © 2006 Published by Elsevier B.V.

2
International Energy Agency (IEA) Solar and Heating Cooling Program, Task 31 - Daylighting Buildings in the 21st Century, http://www.iea-shc.org/ task31/.

3
U.S. Department of Energy, Energy Efficiency and Renewable Energy, 2004. Buildings Energy Databook, http://buildingsdatabook.eren.doe.gov/.

4
Natural Resources Canada, Office of Energy Efficiency, Improving Energy Performance in Canada - Report to Parliament Under the Energy Efficiency Act 2001-2002, http://oee.nrcan.gc.ca/neud/dpa/data_e/ Parliament/Appendix_2.cfm?PrintView=N&Text=N/.

5
C. Cuttle, People and windows in workplaces, in: Proceedings of the People and Physical Environment Research Conference,Wellington, New Zealand, (1983), pp. 203–212.

6
J.A. Veitch, D.W. Hine, R. Gifford, End users’ knowledge, beliefs, and preferences for lighting, Journal of Interior Design 19 (2) (1993) 15–26.

7
J.A. Veitch, R. Gifford, Assessing beliefs about lighting effects on health, performance, mood, and social behavior, Environment and Behavior 28 (4) (1996) 446–470.

8
D. Butler, P. Biner, Effects of setting on window preferences and factors associated with those preferences, Environment and Behavior 21 (1) (1989) 17–31.

9
A.I. Rubin, B.L. Collins, R.L. Tibbott,Window blinds as potential energy saver – a case study, NBS Building Science Series, vol. 112, National Institute for Standards and Technology, Gaithersburg, MA, USA, 1978.

10
HADDAD, Jamil. A lei de eficiência energética e os possíveis impactos nos setores produtivos.Departamento de Eletrotécnica – UNIFEI - Universidade Federal de Itajubá.

11
ELETROBRÁS – Site da Web. Acesso em: 22 dez. 2011.

12
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS – ABNT. NBR 15575-1: Edifícios habitacionais de ate cinco pavimentos – Desempenho Parte 1: Requisitos gerais. Rio de Janeiro: ABNT, 2008.

13
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS – ABNT. Op. Cit., p. 22.

14
Idem. Ibidem.

15
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS – ABNT. Op. Cit., p. 23.

16
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS – ABNT. Projeto 02:135.02-001: Iluminação natural – Parte 1: Conceitos básicos e definições. Rio de Janeiro: ABNT, 2003.

17
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS – ABNT. Op. Cit., 2008.

agradecimentos

Ao Programa de Pós-Graduação em Estruturas e Construção Civil da Universidade de Brasília (UnB) por disponibilizar oportunidade para discussão do tema em suas linhas de pesquisa.

sobre os autores

Suélio da Silva Araújo é Mestre em Engenharia Civil pela Universidade Federal de Goiás, Engenheiro Civil, Tecnólogo em Planejamento e Construção de Edifícios e Aluno Especial de Doutorado do Programa de Pós-Graduação em Estruturas e Construção Civil, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, UnB, Brasil.

Rudi Sato Simões é Arquiteto e Urbanista e Mestrando em Construção Civil do Programa de Pós-Graduação em Estruturas e Construção Civil, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, UnB, Brasil.

Rosa Maria Sposto é Doutora e Mestre em Arquitetura e Urbanismo pela Universidade de São Paulo, Engenheira Civil e Professora Doutora Adjunta 4 da Universidade de Brasília, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, UnB, Brasil.