Materiais e métodos

O método empregado foi desenvolvido em três etapas, definidas a partir das necessidades existentes, no decorrer dos ensaios, para o desenvolvimento dos estudos comparativos e para a verificação da aplicação da simulação.

A primeira etapa caracterizou-se pela escolha dos programas a serem avaliados e seu aprendizado. Foram considerados os aspectos relacionados à finalidade, às principais aplicações, à operacionalidade, à metodologia para execução das tarefas, a eficácia e eficiência dos algoritmos implementados, aos recursos disponíveis e aos resultados fornecidos.

A segunda etapa, desenvolvida para a validação dos programas, constou da escolha de um ambiente existente, de fácil acesso, de modo a facilitar o cadastro e o levantamento do mobiliário, a obtenção das informações sobre os materiais, lâmpadas e luminárias empregadas e para que pudessem ser feitas medições dos níveis de iluminação encontrados para a iluminação natural e artificial, além da tomada de fotografias para posterior comparação com os resultados obtidos nos programas de simulação. As fotos foram tiradas com o uso de uma máquina digital Kodak DC 200, com resolução de 1152 x 864 pixels e distância focal de 37 mm. As medições foram feitas com um luxímetro Panlux Electronic 2 Gossen.

A terceira etapa, em ambiente computacional, caracterizou-se pela construção dos modelos geométricos tridimensionais que reproduzissem as características dos espaços usados para as medições físicas e sua utilização nos programas, para o desenvolvimento do processo de simulação da iluminação propriamente dito e a obtenção dos resultados para posterior análise e discussão.

A partir do estudo dos programas e o desenvolvimento dos experimentos, foi elaborado um roteiro de trabalho para aplicação das ferramentas de simulação computacional na análise da iluminação descrito a seguir e resumido no quadro 4.1.

Etapas:

1) Definição do ambiente arquitetônico a ser simulado - o ambiente escolhido pode ser uma proposta do projeto de iluminação em fase de desenvolvimento ou um espaço real para a avaliação da iluminação existente.

2) Caracterização do ambiente – antes de iniciar o uso das tecnologias computacionais é preciso definir as características principais do ambiente que irão influenciar diretamente na proposta de iluminação.

a) Finalidade do espaço – a atividade a ser exercida no ambiente irá definir o nível de iluminação necessário para a execução da tarefa visual, que por sua vez é definida pela NBR 5413 (1982);

b) Layout (arquitetura e mobiliário) – as medidas do ambiente devem ser estabelecidas, assim como as dimensões do mobiliário proposto;

c) Escolha dos materiais a serem utilizados – os materiais devem ser especificados de acordo com seus atributos de cor, refletância, transparência e rugosidade, principalmente aqueles aplicados nas paredes, no teto e no piso; e

d) Definição das lâmpadas, luminárias e da sua distribuição e posicionamento – a definição correta das fontes luminosas é essencial para a simulação da iluminação tanto quantitativa quanto qualitativamente.

3) Definição dos parâmetros de iluminação – os parâmetros a seguir devem ser conhecidos já que fazem parte dos dados de entrada nos programas de simulação necessários para o processamento do cálculo.

a) Iluminação natural – parâmetros necessários para o cálculo da incidência da luz natural no espaço, proveniente da incidência direta do sol ou da reflexão pela abóbada celeste.

i) Orientação – posicionamento do ambiente em relação ao Norte verdadeiro; ii) Latitude e longitude – especificação das coordenadas geográficas do local, o

que irá definir a incidência solar sobre o mesmo;

iii) Condição da abóbada celeste – padronização definida pela CIE para a caracterização do céu, podendo ser especificado como céu claro, parcialmente nublado ou nublado;

v) Dia e mês - especificação do período do ano.

b) Iluminação Artificial – parâmetros necessários para o cálculo das fontes artificiais de iluminação.

i) Posicionamento das fontes luminosas – localização dos pontos de luz no ambiente; e

ii) Caracterização das fontes luminosas – determinação dos atributos das lâmpadas e luminárias, tais como o tipo, a cor e o fluxo luminoso da lâmpada e a distribuição luminosa da luminária, que pode ser atribuída através de arquivos no formato IES.

4) Modelagem geométrica tridimensional do ambiente – descrição do ambiente através de uma representação tridimensional.

5) Importação do modelo geométrico para o ambiente de simulação – se a ferramenta de simulação não possui recursos para o modelamento, é necessário importar o modelo construído em outro programa para o simulador utilizado, tomando-se o cuidado de verificar os tipos de representação, técnica de modelagem e estrutura de dados, e os formatos de arquivo suportados.

6) Processo de simulação – preparação do modelo geométrico para processar a simulação computacional.

a) Atribuição de materiais – definição dos atributos dos materiais e aplicação dos mesmos às superfícies do ambiente;

b) Posicionamento e ajustes das fontes luminosas – inserção das luminárias no modelo, especificação das aberturas e janelas e definição dos parâmetros para a iluminação artificial e natural, anteriormente citados;

c) Processamento do modelo proposto – cálculo da iluminação estabelecida através dos algoritmos implementados nas ferramentas e a definição dos parâmetros de simulação; e

d) Saída dos resultados – obtenção dos resultados dos cálculos realizados através de dados numéricos ou visualização do espaço iluminado.

7) Análise dos dados de saída – avaliação dos resultados obtidos considerando os aspectos quantitativos e qualitativos

a) Aspectos quantitativos:

i) Nível de iluminamento – quantidade de iluminação do ambiente em determinado ponto ou em média que deverá satisfazer às necessidades da atividade para qual o espaço foi projetado; e

ii) Diagramas isolux e técnica de falsa cor – visualização da distribuição lumínica através de linhas de igual iluminamento ou através da gradação de cores emulando tais curvas.

b) Aspectos qualitativos:

i) Qualidade das imagens produzidas – visualização do aspecto da iluminação calculada para o espaço considerando a reprodução da proposta de iluminação; e

ii) Análise “subjetiva” – avaliação das imagens geradas em relação à percepção visual e às sensações produzidas pela iluminação projetada.

Para o desenvolvimento de estudos comparativos com ambientes existentes, além do roteiro especificado, foi preciso fazer medições com o luxímetro em pontos pré- definidos e tomada de fotos do ambiente iluminado tendo a preocupação de estipular parâmetros tais como a altura e ângulo de abertura da câmera e a qualidade do equipamento, para a posterior comparação com os resultados simulados. É importante considerar as possíveis diferenças encontradas devido às configurações dos equipamentos utilizados, ao processo de execução das tarefas e à manipulação dos dados.

Com o roteiro estabelecido foi possível executar simulações na maioria dos programas, embora devamos considerar as características particulares de cada um, principalmente no que tange a modelagem geométrica tridimensional, a atribuição dos materiais e a especificação das fontes luminosas.

Tabela 4.1 - Roteiro de trabalho para aplicação da simulação computacional em projetos de iluminação

ITEM SUB – ITEM 1 SUB – ITEM 2

1. Caracterização do ambiente a) Finalidade do espaço

b) Layout (arquitetura e mobiliário)

c) Escolha dos materiais a serem utilizados

d) Definição das lâmpadas e luminárias aplicadas e da distribuição e

posicionamento das mesmas 2. Definição dos parâmetros de

iluminação

a) Iluminação natural i. Orientação

ii. Latitude e longitude iii. Condição do céu iv. Horários

v. Dia e mês

b) Iluminação artificial i. Posicionamento e dimensão das

fontes luminosas

ii. Caracterização das fontes luminosas

4. Modelagem geométrica tridimensional do ambiente 5. Importação do modelo

geométrico para o ambiente de simulação (se necessário);

6. Processo de simulação a) Atribuição de materiais

b) Posicionamento e ajustes das fontes luminosas

c) Processamento do modelo

d) Saída dos resultados

7. Análise dos resultados a) Aspectos quantitativos i. Nível de iluminamento

ii. Diagramas isolux

b) Aspectos qualitativos i. Qualidade das imagens

produzidas