Entende-se como fonte luminosa qualquer corpo que emita luz. As principais fontes de luz natural são o sol e a abobada celeste. O sol é a fonte primária ao qual se soma a luz difusa da abobada celeste (o produto da reflexão da luz solar ao passar pela atmosfera) que contribui com uma parcela importante de luz natural (MOORE, 1991, p.30, tradução nossa) 5. As fontes podem ser:
Primárias - a luz produzida pelo próprio corpo;
Secundárias - a luz refletida do corpo.
Para estudos de iluminação natural devem ser consideras ambas as fontes e, segundo Moore, para projetos que incorporam fontes de luz natural consideram-se:
a) Luz direta - luz do sol e da abobada celeste; b) Luz indireta - luz refletida;
c) luz filtrada por difusores translúcidos (originalmente iluminados por fontes primárias ou outras fontes secundárias).
5 MOORE, Füller. Concepts and practice of architectural daylighting. Nova York: Van Nostrand
Figura A.01 - A luz visível é parte do espectro eletromagnético, um grande movimento da radiação que inclui rádio, infravermelho, ultravioleta, raios-x e raios gama. Imagem NASA.
Fonte: <www.armaghplanet.com/blog/what-is-light.html>. Acesso em 04 abr 2011.
Na física, a luz é definida como a faixa visível do espectro de radiação eletromagnética que sensibiliza o olho humano, ou seja, permite a visão dos objetos. Localiza-se em um intervalo espectral bem definido - entre 380nm e 780nm (Figuras 66 e 67). O espectro visível é denominado nm, sendo que 1nm corresponde a 1x10-9m.
Dependendo do comprimento de onda, a luz refletida por uma superfície produz as diferentes sensações de cores. A intensidade da radiação solar não é constante ao longo do espectro e sua distribuição depende das condições atmosféricas. A intensidade e a qualidade da iluminação de uma área de trabalho devem atender os requisitos de desempenho visual; conforto; bem estar
Figura A.02 - As regiões do espectro solar variam de aproximadamente 300 até 3000nm, abrangendo três regiões: ultravioleta, visível e infravermelho. Fonte: RORIZ, 2008, p.4. op. cit.
e economia. Entende-se por desempenho visual tanto a velocidade em que os olhos reagem à luz, bem como a precisão com que uma tarefa visual pode ser executada. Até certo limite, o grau de desempenho visual cresce com o aumento da iluminância, dependendo também do tamanho do objeto, da distância em que e encontra do olho do observador e dos contrastes em cor e em iluminâncias (RORIZ, 2008, p.2). 6
Candela
cd unidade de medida de intensidade luminosa igual a 1/60 da
intensidade luminosa de um cm² da superfície de um radiador perfeito na temperatura de solidificação da platina.
Esterorradiano
Ângulo sólido
ângulo (espacial) subentendido no centro de uma esfera por uma área, na sua superfície, numericamente igual ao quadrado do raio.
Lúmen
lm unidade de fluxo luminoso igual ao fluxo luminoso emitido, no
interior de um ângulo sólido de um esterorradiano, por uma fonte pontual de intensidade invariável de uma candela que emite uniformemente em todas as direções.
Luminância
cd/m2 limite da razão entre a intensidade do fluxo luminoso emitido por uma superfície em uma dada direção, no interior de um determinado ângulo sólido e o produto entre esse ângulo sólido e a área da superfície emissora projetada sobre um plano perpendicular à direção considerada, quando esse ângulo e essa área tendem a zero.
Iluminância
Lux lx
limite da razão entre o fluxo luminoso recebido por uma superfície, em torno de um ponto considerado e a área da superfície quando esta tende a zero.
Tabela A.01 – Definições com principais termos relativos à iluminação. Fonte: RORIZ, 2008, p.2.
Considerado suficiente para se distinguir vagamente as feições humanas, os níveis de Iluminação para áreas de circulação podem ter luminância de 1 cd/m² e o nível mínimo de iluminamento horizontal de 20 lux. Ao contrário do que se supunha no passado, menores luminâncias são aceitas para superfícies com menor grau de refletância. Para áreas de trabalho os valores mínimos aceitáveis são de luminâncias entre 10 e 20 cd/m², iluminamento vertical de 100 lux e horizontal de 200 lux. Não podemos considerar constantes os níveis ótimos de iluminação para áreas de trabalho, que dependem do nível geral de iluminação do ambiente e da refletância (ρ) da tarefa. Assim, as luminâncias (L) ótimas situam-se, aproximadamente, entre 100 cd//m² para ρ = 0,2 e 400 cd//m² para ρ
6 RORIZ, Maurício. Arquitetura Bioclimática: Iluminação Natural em Edificações. II Fórum
pró-sustentabilidade, Feevale - Arquitetura e Urbanismo, Nova Hamburgo, 2008. Disponível em: <://aplicweb.feevale.br/site/files/documentos/pdf/22978.pdf>. Acesso em 180 out 2010.
= 0,8. As iluminâncias (E) correspondentes a estes valores variam entre 1500 lux (para alta reflexão) e 2000 lux (baixa reflexão). Já as tarefas que exigem grande acuidade visual devem dispor de iluminação individual específica. A sensibilidade máxima do olho ao contraste é atingida com um nível aproximado de 1000 cd//m² que, mesmo para refletâncias baixas, pode ser obtida com iluminância em torno de 20.000 lux. (RORIZ, 2008, p.5).
A entrada da energia solar na atmosfera e o movimento da Terra ao redor do sol são fatores determinates para os padrões do clima do planeta. Parte significativa da energia solar que atinge a superfície da Terra é refletida de volta para a atmosfera, mas grande quantidade é absorvida pelo solo e pela água (Figura A.03).
Figura A.03 - Diagrama da entrada da energia solar na atmosfera terrestre: 1) Entrada dos raios solares na atmosfera da Terra; 2) Parte do calor é refletido pela superfície da Terra; 3)
Parte do calor é absorvido pela atmosfera da Terra; 4) a Terra é aquecida. Fonte: <www.bbc.co.uk/>. Acesso em 25 out 2010.
Latitudes elevadas têm distintas condições de verão e inverno, porém, a variação sazonal dos níveis de luz é menos aparente em baixas latitudes (Figura A.04). Em latitudes elevadas, onde os níveis de luz de inverno são baixos, tende-se a maximizar a penetração de luz natural em um edifício. Em contrapartida, nos trópicos, onde os níveis de luz natural são elevados ao longo de todo o ano, a ênfase recai sobre a prevenção de sobreaquecimento, pela limitação da quantidade de luz que entra no prédio. Assim, para as regiões tropicais, a obstrução de uma grande parte do céu, especialmente nas áreas próximas ao
zênite e a entrada de luz das partes mais baixas do céu ou de luz indireta refletida do solo são estratégias úteis.
Figura A.04 - Variação das temperaturas na Terra durante o todo o mês de Abril de 2003. A imagem foi tomada pelo satélite Aqua da NASA, através de sensores de temperatura que utilizam leitura dos raios infravermelhos. Imagem: NASA The Atmospheric Infrared Sounder (AIRS). Fonte
<://wattsupwiththat.com/2010/07/13/calculating-global-temperature> Acesso em 15 ago 2010.