APLICAÇÕES DA CARTA SOLAR:

(1)

APLICAÇÕES DA CARTA SOLAR:

TRAÇADO DE SOMBRAS E PROJETOS DE

DISPOSITIVOS DE PROTEÇÃO SOLAR

P f D i C C K K lt ki Profa. Doris C.C.K. Kowaltowski Profa. Lucila C. Labaki Colaboração: Cristiane Dacanal (PED) Cristiane Dacanal (PED)

Disciplina AU 115 / 2010 Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo

(2)

CARTA SOLAR Aplicações: Determinar a sombra de um Determinar a sombra de um volume sobre o outro; Determinar a sombra de um volume sobre o plano p horizontal (terreno); Determinar manchas de sol no interior dos ambientes; Diagnosticar os recuos apropriados para insolação e iluminação das edificações; Verificar possíveis influências Verificar possíveis influências da topografia no

sombreamento do terreno.

Nueva School Hillsborough, CA

(3)

SOMBRA SOMBRA Influência da altura e do azimute solar. Varia ao longo do dia e do ano. Dias mais críticos: solstícios, pois as sombras causadas pelas edificações são mais extensas edificações são mais extensas (baixa altura solar). Os raios solares incidem mais nos ambientes

(4)

Meios de representação

Geometria descritiva Gráficos auxiliares sobrepostos às cartas solares

Geometria descritiva às cartas solares

fachada/ abertura

(5)

GEOMETRIA DESCRITIVA:

(6)

Ministro da Marinha Francesa ‐ Gaspar Monge

(1746 1818)

(1746‐1818)

• Geometria descritiva é a parte da

Geometria descritiva é a parte da

Matemática

que tem

por fim

representar sobre um plano as figuras do espaço

,

de modo a poder resolver, com o auxílio da Geometria

Plana, os problemas em que se consideram as três

dimensões.

1. construção de vistas

2. obtenção das verdadeiras grandezas

3 construção de protótipos do objeto representado

3. construção de protótipos do objeto representado

(7)

Geometria Descritiva

PLANO DE PROJEÇÃO PLANO DE PROJEÇÃO

É o plano sobre o qual se projeta uma figura.

PLANO VERTICAL DE PROJEÇÃO

É o plano onde incidem os raios É o plano onde incidem os raios projetantes horizontais. Neste plano aparece a projeção vertical do objeto. PLANO HORIZONTAL DE PROJEÇÃO É o plano onde incidem os raios projetantes verticais. Neste plano aparece a projeção horizontal do objeto.

(8)

Os 4 ângulos são

numerados no

sentido anti‐

horário, e

denominados

1

º

(uso no Brasil), 2

º

_,

3

º

_{e 4}

º

_DIEDROS

3

º

_, e 4

º

_DIEDROS

Intersecção dos

planos de

j ã

projeção:

LINHA DE TERRA

(LT)

(9)

Representação

• Retas

• Planos

(10)

DETERMINAÇÃO DA VERDADEIRA

Ç

GRANDEZA DA ALTURA SOLAR (H) E DA

ALTURA SOLAR PROJETADA (HV)

(

)

(11)

Sol

• h - Altura solar obtida na Carta Solar

• a – Azimute solar obtido na Carta Solar

• hv – Sombra d projetada

(12)

Sombra de uma haste

(13)

Traçado de Sombras

Caso 1: Edificação Caso 2: Conjunto de Edifícios

(14)

Roteiro

PV

Roteiro

1º) Desenho em Planta

(PH) e vista (PV) com

LT PV

(PH) e vista (PV) com

orientação de acordo

com o Norte Verdadeiro

PH

com o Norte Verdadeiro

2º) Qual a altura solar e o

azimute solar ? Verificar

na Carta Solar

3º) Fazer um croqui em

Épura mostrando onde

está o Sol e a sombra de

h

uma haste

(15)

Roteiro

PV

Roteiro

1º) Utilizar

hv

para

desenhar as sombras no

LT PV

desenhar as sombras no

PV

2º) Utilizar

azimute + 180º

PH

2º) Utilizar

azimute + 180º

para projetar as

sombras no PH

3º) Cruzar estas linhas

para obtenção das

sombras em planta e

vista

(16)

Roteiro

PV

Roteiro

1º) Utilizar

hv

para

desenhar as sombras no

LT PV

desenhar as sombras no

PV

2º) Utilizar

azimute + 180º

PH

2º) Utilizar

azimute + 180º

para projetar as

sombras no PH

3º) Cruzar estas linhas

para obtenção das

sombras em planta e

vista

(17)

Modelos tridimensionais

• Auxiliam visualizar as

interferências de

elementos e o

sombreamento

(18)

Alternativas de

projeto

Prismas de Iluminação:

podem ser usados para das podem ser usados para das formas às edificações e recuá‐ las de modo a garantir níveis de iluminação adequados nas ruas e edificações adjacentes. Ângulos de recuos para il i â i d d iluminância adequada: dependem da altura solar, portanto, variam conforme a latitude.

(19)

Influência no desenho urbano e na

volumetria da arquitetura

(20)

Penetração do sol pelas aberturas

Caso 3: Mancha de sol no piso

Caso 2: Mancha de sol no piso e paredes Caso 3: Mancha de sol no piso e paredes Roteiro de desenho: idêntico. l d l l • Hv – utilizado no Plano Vertical • Az+180º no plano horizontal Vistas secundárias, quando necessário

(21)

Alternativas para ter acesso ao sol

(22)

Penetração do sol 3rd & Benton/7th & Grandview Primary Centers Los Angeles, California ç pelas aberturas É útil para visualizar se os raios solares

incidem sobre as superfícies no interior de incidem sobre as superfícies no interior de um ambiente – paredes, piso, mesas, lousa, etc.

Dependendo da função do ambiente e de

diretrizes bioclimáticas, é necessário

obstruir os raios solares diretos.

Para tanto, pode‐se modificar as aberturas

ou incorporar dispositivos de proteção

solar, tais como, cortinas, toldos, brises fixos ou móveis.

(23)

(24)

Marquises, Sacadas, Toldos, Pergolados

Colégio Experimental Brasil‐Paraguai Affonso Eduardo Reidy , 1952 Fairfield Secondary School Bristol, 2006 Escola Municipal Olga Breve Alves Cidade Cândido Mota

Parque Burle Marx S. Paulo

(25)

Elementos vazados, painéis

Escola de ensino fundamental, Campinas‐SP André Vainer e Guilherme Paoliello

André Vainer e Guilherme Paoliello

Escola FDE ‐ Jardim Ataliba Leonel, São Paulo, Ângelo Bucci e Alvaro Puntoni, 2005.

Escola FDE ‐ Campinas F1, Campinas/SP,

(26)

Quebra‐sóis: fixos ou móveis

VERTICAIS HORIZONTAIS COMBINADOS

Casa do lago – UNICAMP, Campinas

Centro de Cultura Judaica

Brise‐soleil do Ministério da Educação e Saúde, Lúcio Costa e equipe, 1936‐42. Centro de Cultura Judaica

Projeto de Roberto Loeb São Paulo

(27)

Dispositivos de proteção solar

• Importante recurso para o controle de ganhos de calor solar; • Redução dos sistemas de ar‐condicionadoRedução dos sistemas de ar condicionado

Tabith e Dubus _{Christian de Portzamparc}

CONCURSO PARA O LICEU FRANCÊS FRANÇOIS MITTERRAND, EM BRASÍLIA

Atelier d’Architectes Segond‐Guyon e Una Arquitetos

Vigliecca & Associados, Berger‐Villaamil e Giordano Lorente

(28)

VERTICAL: VERTICAL: HORIZONTAL: HORIZONTAL: Indicado para orientação N t Indicado para orientações Leste e Oeste, da área a sombrear. Norte.

TIPOS DE

BRISES

Permitem ajustes ao longo do tempo acompanhando a MÓVEIS: MÓVEIS: do tempo, acompanhando a trajetória solar.

(29)

O USO DE TRANSFERIDORES E CARTAS

PROJETANDO PÁRA‐SÓIS

(30)

CARTA SOLAR

(31)

TRANSFERIDOR AUXILIAR

• _{Aplicação: projetos de pára‐sóis}

a A P1 b A P3 P5 P6 Gg a A P2 A b _P4 A

Ângulo α Ângulo β Ângulo γ

(32)

TRANSFERIDOR AUXILIAR

• _{Aplicação: sombreamento em espaços externos}

• Ângulos α e βÂngulos α e β

α

(33)

TRANSFERIDOR AUXILIAR DE 360º

TRANSFERIDOR AUXILIAR DE 360

α

β

(34)

PROJETOS DE DISPOSITIVOS DE

Brises, marquises, painéis verticais

(35)

Dimensionamento dos Dispositivos

• Ângulos de sombra: α, β, γ

–

Ângulo α:

• Medido a partir do plano horizontal que passa pelo b d observador • Define a Altura

(36)

Dimensionamento dos Dispositivos

–

Ângulo

Ângulo β

β::

•• Medido à esquerda ou direita da normal à fachada.Medido à esquerda ou direita da normal à fachada. •• Pode ser Pode ser ββdd se for à direita ou se for à direita ou ββee se for à esquerdase for à esquerda • Define placas verticais

(37)

Dimensionamento dos Dispositivos

–

Ângulo γ:

• Medido a partir do plano horizontal que passa pelo observador

• Também será γγ se for à direita ou γγ se for à esquerda • Também será γγdd se for à direita ou γγee se for à esquerda • Define a largura da placa horizontal

(38)

Dimensionamento dos Dispositivos

• _{Transferidor Auxiliar:}

–

Projeções sobre o plano do horizonte

ββββ

α

γγ

α

γγ

(39)

Dimensionamento dos Dispositivos

• _{Uso do transferidor auxiliar:}

–

Em conjunto com a carta solar:

• Orientar o transferidor de acordo com a orientação da f h d ( b ) fachada (ou abertura):

Orientação = 0°ç Orientação = 45°ç Orientação = 160°ç

Céu oculto Céu oculto Céu oculto Céu oculto

(40)

Máscaras de Sombra ‐ Tipos de Brises

Máscaras de Sombra Tipos de Brises

(41)

Brises Horizontais

(42)

Brises Verticais

(43)

Brises Combinados ou Grades

(44)

(45)

Caso 1 – Qual a máscara de sombra obtida devido a

interferências de elementos construídos?

‐ Quais os dias e horários com ou sem insolação?

• Aplicações:

o

Edificação:

Tenho o dispositivo, quero saber se ele é

eficiente

o

Espaços externos:

Tenho um terreno, quero saber qual

i fl ê i d

b tá l

d

t

a influência dos obstáculos do entorno

• Materiais:

Transferidor auxiliar em transparência

o

Transferidor auxiliar em transparência

o

Régua

o

Carta solar da latitude do projeto

o

Carta solar da latitude do projeto

o

Lápis de cor

(46)

Exemplo 1

• Determinar a máscara de sombra para o dispositivo de proteção solar indicado. Depois, sobrepor as máscaras resultantes sobre a carta solar da latitude 22º e considerar a fachada orientada para Norte. Quais os

latitude 22 e considerar a fachada orientada para Norte. Quais os horários protegidos pelo brise?

• Brise horizontal (infinito): Ângulo α = _____.

(47)

Determinação do ângulo α:

α = 62°

(48)

Sobreposição da máscara resultante

(49)

Horários protegidos pelo brise

(50)

Exemplo 2

Determinar o gráfico de sombras para uma praça cercada de edificações

Exemplo 2

edificações. a) Estabelecer um observador (ponto); b) β l d b á l ( d fí / á / l d )

b) Determinar β e α em relação a este ponto, para cada obstáculo (edifício / árvores / taludes); c) Transpor os valores para o transferidor auxiliar (360º)

(51)

Fator de Visão do Céu

• As imagens retratam fisicamente um ponto no ambiente construído ‐ rua, praça, etc. • O parâmetro serve para relacionar a estrutura física de um ponto à radiação solar incidente. • Quanto maior a abertura (FVC), maior o potencial de aquecimento / resfriamento de uma área • Aplicação: Conforto Térmico, Comportamento Térmico

(52)

Caso 2 – Que tipo de dispositivo eu preciso?

Q

i

di

õ ?

‐ Quais as suas dimensões?

• _{Aplicações:}

o

Edificação: Sei os dias e horários que não quero

insolação no interior de um ambiente. Preciso

projetar um dispositivo eficiente.

• Materiais: idem

(53)

Exemplo 3

Local: São Paulo (latitude 24

Local: São Paulo (latitude 24°°S)

S)

•• Orientação da fachada (Abertura): 55Orientação da fachada (Abertura): 55°°Orientação da fachada (Abertura): 55Orientação da fachada (Abertura): 55 .. •• Horários de ocupação: entre 8h e 17h. Horários de ocupação: entre 8h e 17h.

(54)

1º) Orientar a fachada na posição correta na

Carta Solar

55 55°°

(55)

2º) Hachurar na Carta Solar os horários que

devem ser sombreados

• Todos os dias, a partir das 8h

(56)

4º) Escolher os ângulos α, β e γ

)

g

, β γ

α = 20° ₁ ₃ _{α = 20°} 50° βe = 50°; γe = 52°; γd = 50°; 2 máscara resultante 4

(57)

Dimensionar o brise mais adequado

–

Ângulo α = 20°:

• Placa horizontal (em corte) • Placa horizontal (em corte) α α = 20= 20°° α α = 20= 20°° janela α = 20° αα = 20= 20°° α α = 20= 20°° H da

–

Ângulo β

e

= 50°:

• Placa vertical em planta.p β = 50° β = 50° β = 50° β = 50°

(58)

Dimensionamento dos Dispositivos

–

Ângulo

Ângulo γγ = 50

= 50°° e 52

e 52°°::

•• Limite da placa horizontal, à esquerda e à direita.Limite da placa horizontal, à esquerda e à direita. γd = 50° γe = 52° 52° γd = 50° γd = 50° γd = 50° γe = 52° γe = 52° γe = 52° γd = 50 γe 52 γe = 52° γd = 50° 50° γe = 52 γe = 52° γe = 52° γd = 50° _γ e = 52°

(59)

Perspectiva do dispositivo de proteção

l

solar resultante

(60)

1. Sala de aulas FDE

• Considerando o padrão de sala de aulas do projeto

sto

s

• Considerando o padrão de sala de aulas do projeto escolar em desenvolvimento, a orientação das aberturas em relação ao NV, e a latitude de Campinas, d i

ropo

s

determinar: 1.1 ‐ A mancha de sol no interior da sala no dia 21/05 as 7:30hs (traçado de sombras em Épura; croqui com altura e az. solar)

cios

p

r

1.2 ‐ um dispositivo de proteção solar que obstrua totalmente a incidência de radiação neste recinto entre 7:00 e 17:00 hs (uso do transferidor auxiliar de 180º e Carta Solar)

xer

cí

c

_{2. Terreno do projeto escolar} • Considerando o terreno de projeto e sua orientação em l ã NV d t i

Ex

relação ao NV, determinar: 2.1 – A obstrução do céu causada pelas edificações, vegetação e talude do entorno (uso do transferidor auxiliar de 360º) 2.2 – A sombra causada pela quadra nas edificações próximas em um horário crítico (traçado de sombras em Épura ; croqui com altura e az. solar)