Abstract The potential of daylight harvesting is related to the building location. However, climatic zonings adopted by energy efficiency programs focus only on the thermal performance, neglecting important variables of the buildings’ luminous performance. This paper aims to investigate the relationship between the angle of solar incidence, the annual occurrence of clear sky, and the annual lighting energy consumption when daylight harvesting is practiced. The lighting consumption of a square floor space, orientated in the cardinal directions, was simulated for 20 Brazilian cities. The frequency of the 15 CIE sky types was determined for each city using weather files and the angle of solar incidence was calculated for each hour of the year. The analysis comprised graphical exploration, Pearson's correlation, and multiple regression. The sensitivity of the consumption to the other two variables could be perceived in the hourly but not the annual analysis. The correlation between annual consumption and latitude was more robust for the intertropical range, with increased consumption moving south, and varied significantly for each orientation. It was concluded that, although relevant, the variables are not representative of variations in annual lighting consumption for application in climate zoning.

O aproveitamento da luz natural está relacionado à localização do edifício. Tadavia, os zoneamentos climáticos dos programas de eficiência energética focam no desempenho térmico, negligenciando importantes variáveis do desempenho luminoso das edificações. Este trabalho objetivou investigar a relação entre o ângulo de incidência solar, a ocorrência anual de céu claro e o consumo anual de iluminação, considerando o aproveitamento da luz natural. Simulou-se o consumo de iluminação de um ambiente quadrado, orientado aos pontos cardeais, para 20 cidades brasileiras. Determinou-se a frequência dos 15 tipos de céu CIE para cada cidade, usando-se arquivos climáticos, e calculou-se o ângulo de incidência solar para cada hora do ano. A análise compreendeu exploração gráfica, correlação de Pearson e regressão múltipla. A sensibilidade do consumo às outras duas variáveis pode ser percebida na análise horária, mas não na anual. A correlação entre consumo anual e latitude foi mais robusta para a faixa intertropical, com o consumo aumentando para o sul, e variando significativamente para cada orientação. Concluiu-se que, embora relevantes, as variáveis não são representativas das variações de consumo anual de iluminação para aplicação em zoneamentos climáticos.

Resumo Quantificar e caracterizar a percepção do brilho na atividade visual ainda é um desafio nas pesquisas, por se tratar de um parâmetro relativo à posição ativa do ocupante. O objetivo desta pesquisa foi considerar o usuário dinâmico em ambientes de trabalho, verificando a influência do tempo de visualização e da direção do olhar na redução da probabilidade de ofuscamento. Os dados foram levantados em um ambiente real com 26 participantes, monitorados enquanto realizaram atividades comuns em escritórios. As movimentações do olhar foram registradas usando óculos eye-tracker. Através de imagens high dynamic range (HDR) foram mapeados os brilhos das superfícies e obtida a probabilidade de ofuscamento (DGP). Esses dados foram correlacionados com as respostas de satisfação dos usuários, obtida por meio de questionários. Constatou-se que, ao realizar uma tarefa, o usuário mantém seu olhar fixo no plano de trabalho e, durante períodos de pausa, o olhar tornou-se mais disperso. As aberturas foram visualizadas, principalmente, quando localizadas no plano de fundo da tarefa ou quando suas luminâncias foram menores. Concluiu-se que os valores de DGP ponderado estiveram mais próximos dos votos de satisfação manifestados pelos participantes, ressaltando a importância de considerar as direções de visão e o tempo de visualização nesta avaliação.

Abstract To quantify and characterise the perception of brightness in visual activity is still a challenge for researchers, mainly because it is a subjective parameter, dependent on the active position of the occupant. The aim of this study was to consider dynamic users in work environments and verify the influence of viewing time and sight direction on glare probability. The data were collected in a real environment where 26 volunteers were monitored while performing common office tasks. The gaze movements were recorded with an Eye-Tracker device. Through High Dynamic Range (HDR) images the surfaces’ brightnesses were mapped and the glare probability index (DGP) was calculated. Those data were correlated with the users' satisfaction answers obtained through questionnaires. The researchers found that, when performing a task, users keep their eyes fixed on the task surface, and during break periods, the sight became more dispersed. The windows were mainly visualised when they were part of the task’s background or when their luminance values were low. The conclusion was that DGP weighted values were closer to the satisfaction votes expressed by the participants, emphasising the importance of considering vision directions and viewing time in this analysis.

Resumo Este estudo trata sobre o acionamento da iluminação artificial e das persianas em função da percepção da iluminação do indivíduo/observador quando este se encontra na porta de entrada de uma sala. O objetivo do trabalho foi relacionar a percepção da iluminação, o acionamento das lâmpadas e das persianas. A metodologia consistiu na aquisição de dados experimentais por meio de imagem HDR e de questionários aplicados em 41 participantes. As variáveis analisadas foram a luminância média da janela (Lja) e os índices de ofuscamento DGP e DGI, pois elas estavam correlacionadas com a percepção da iluminação, o acionamento das lâmpadas e das persianas. O índice DGP se mostrou pouco sensível ao subestimar valores frente a situações evidentes de ofuscamento. Para o DGI, o intervalo definido para a situação de lâmpadas desligadas e persianas abertas foi entre 18,4 ± 1,0 e 23,8 ± 1,0, quando a percepção da iluminação da sala foi considerada “clara”. Para Lja, o intervalo para a situação de lâmpadas desligadas e de persianas abertas foi entre 1.636 ± 302 cd/m² a 4.981 ± 419 cd/m². Conclui-se que os intervalos podem servir de base para construção de modelos comportamentais a serem usados em simulações computacionais para estudar o consumo de energia elétrica nas edificações e para auxiliar o desenvolvimento de projetos de arquitetura visando o aproveitamento da luz natural.

Abstract This article considers that visual perception influences the switching on electric lighting and blinds closing. The objective is to study the relationship of visual perception from the door position, with the switching on electric lighting and with the blinds down position. The methodology consisted of experiments conducted with 41 participants to inquire about their visual perception, and switch light on and blinds closing events data. By using an HDR image technique, the mean window luminance (Lja), DGP and DGI were analyzed because of their correlation with the visual perception, the switching lighting on and the blinds down position. The DGP index presented little sensitivity because of their values that did not demonstrate apparent visual discomfort situations. For the DGI, the range set for the situation of the lighting off and blinds opened was between 18.4 ± 1.0 and 23.8 ± 1.0, and the visual perception of the room is "bright". To mean window luminance (Lja), between 1636 ± 302 cd/m² and 4981 ± 419 cd/m², the lighting was off, and the blinds opened. The conclusion is that the proposed intervals of DGI and the mean window luminance can be used to construct behavioral models to support the electric energy use simulation in buildings and to enhance the daylight design of interior space.

Resumo Este estudo piloto tem por objetivo analisar a transmissão de radiação solar, o desempenho lumínico e a capacidade de redução da probabilidade de ofuscamento de elementos de controle solar com formas complexas, desenvolvidos com modelagem paramétrica e fabricação digital. Como método, foi inicialmente utilizada a suíte de aplicativos Rhinoceros3D+Grasshopper para a modelagem paramétrica dos elementos de controle solar. As avaliações de desempenho foram realizadas empregando-se simulações computacionais e medições em protótipos. Para as simulações foram utilizados os plug-ins Diva-for-Rhino e Ladybug. Para as medições foi produzido, através de fabricação digital, um protótipo utilizado para avaliações de ofuscamento através de fotografias HDR. Como principais resultados, observa-se que o emprego dos elementos analisados contribuiu com o controle da admissão de radiação solar, melhorou a distribuição da luz natural e reduziu o ofuscamento nos ambientes de análise, confirmando a confiabilidade dos procedimentos metodológicos empregados. Destacam-se os efeitos da profundidade e inclinação nos elementos analisados respectivamente à distribuição da luz natural e à seletividade na admissão de radiação solar entre inverno e verão. Por fim, os mascaramentos demonstram que, apesar do desenvolvimento de ferramentas de modelagem e simulação, a simples compreensão da geometria da insolação segue imprescindível para o adequado desempenho dos elementos de controle solar.

Abstract This pilot study aims to analyze the solar radiation transmission, the daylight performance and the glare reduction probability of complex shape solar control devices, developed with parametric modeling and digital fabrication. As methodology, initially the Rhinoceros3D+Grasshopper digital tools suite was used for the parametric modeling of solar control devices. The performance evaluations were performed by computational simulation and measurements in prototypes. For the simulations, the Diva-for-Rhino and Ladybug plug-ins were used. For the measurements was made, through digital fabrication, a prototype used for glare evaluations through HDR photographs. As main results, the solar control devices contributed to the control of solar radiation admission, better daylight distribution and glare reduction in the indoor analysis environment, confirming the reliability of the methodological procedures employed. Is important to highlight the effects of depth and inclination of the devices analyzed, respectively to the daylight distribution and selectivity in the admission of solar radiation between winter and summer. Finally, the shading masks show that despite all the development of modeling and simulation tools, the simple understanding of the solar geometry is still essential for the adequate performance of the solar control devices.

Resumo Em conforto visual, as pesquisas com crianças têm sido direcionadas ao estudo dos impactos da luz no desempenho acadêmico, e não propriamente na avaliação das preferências, o que evidencia a carência teórica e metodológica nessa linha de estudo. No caso de crianças mais novas, entre 4 e 7 anos de idade, como as habilidades básicas para o intercâmbio verbal estão em desenvolvimento, restringe-se a aplicação de testes escritos. Este artigo, resultado de um trabalho conjunto entre arquitetura e psicologia, apresenta uma abordagem experimental e multimétodos para levantar as preferências do ambiente luminoso, da paisagem e das características de uso de salas de aula de educação infantil. O estudo foi realizado em duas salas de aula do Colégio Logosófico González Pecotche, da cidade de Florianópolis, durante o mês de agosto de 2015. Neste estudo participaram aproximadamente 30 crianças entre 4 e 6 anos de idade. Os resultados obtidos permitem identificar a preferência das crianças por elementos da paisagem natural e por ambientes luminosos mais claros. Foi identificada a relação que as crianças fazem entre as condições de iluminação e as atividades realizadas. Finalmente, a abordagem metodológica se mostra efetiva na aproximação das crianças e na avaliação das preferências com relação ao ambiente luminoso das salas.

Abstract Within the field of visual comfort, studiess with children have been focused on the study of the impact of lighting on academic performance and not in the assessment of preferences, evidencing the theoretical and methodological lack of this line of study. In the case of younger children, between 4 and 7 years old, the basics skills for verbal communication are still developing, restricting the use of written tests. This paper, a result of a joint work between architecture and psychology, presents an experimental and a multi-method approach to collect the preferences related to the luminous environment, the landscape and the characteristics of use of kindergarten classrooms. The study was conducted in two classrooms of the Colégio Logosófico González Pecotche, in the city of Florianópolis, during August of 2015. Thirty children between 4 and 6 years old participated in this study. The results allowed the identification of the children's preferences for elements of natural landscape and for clearer luminous environments. The relationship they construct between lighting conditions and activities performed was also identified. Finally, the methodological approach was effective in the approximation of the children and the evaluation of preferences regarding the luminous environment of the classrooms.

Resumo Este trabalho desenvolveu uma metodologia para avaliar a influência do contexto urbano na radiação solar para geração de energia com uso de módulos fotovoltaicos na envoltória de edifícios verticais. A metodologia foi baseada em simulações computacionais pelos programas Diva-for-Rhino e EnergyPlus. Duas cidades brasileiras com diferentes tipos de clima foram selecionadas para o estudo: Florianópolis e Fortaleza. Foram definidos diferentes contextos urbanos considerando edifícios com alturas iguais (Elevação Uniforme) e alturas variadas (Elevação Aleatória). Através da análise de radiação solar na superfície para aplicação dos módulos fotovoltaicos analisou-se a influência do sombreamento do entorno na geração de energia de diferentes tipos de edifícios de escritório. Na sequência, foram desenvolvidas estratégias para a aplicação dos módulos fotovoltaicos na envoltória através da análise detalhada da radiação solar disponível. Os resultados mostraram que o contexto uniforme é uma boa opção para edifícios com até 6 pavimentos, onde a área com maior potencial para geração de energia foi a coberta. Os contextos aleatórios apresentaram-se como melhor opção para aplicação de módulos fotovoltaicos nas fachadas dos edifícios mais altos.

Abstract In this work a methodology was developed to evaluate the influence of urban context on the usable solar radiation for energy generation through photovoltaic modules on building envelope. The methodology is based on computer simulations using the programs Diva-for-Rhino and EnergyPlus. Two Brazilian cities with different climate were selected for the study: Florianopolis and Fortaleza. Different urban contexts were defined considering buildings with uniform height (Uniform Context) and random height (Random Context). Through the analysis of solar radiation on the building envelope the influence of shading on energy generation for the different office building types was determined. In addition, strategies for PV application on building envelope through the detailed analysis of available solar radiation were developed. The results showed that within an uniform context PV modules are a good option for energy generation. For buildings up to 6 floors enough energy can be generated to achieve an equalized annual energy balance. For this context the area with highest potential for energy generation is the roof. For the random contexts the facades of the high-rise buildings are an interesting option for PV application as well.

Resumo Este trabalho teve por objetivo propor um método simplificado que integre a aplicação de redes neurais artificiais (RNA) com zoneamento de iluminação natural para a estimativa da redução do consumo energético de edifícios não residenciais em função do aproveitamento da luz natural. Utilizou-se metamodelagem, sendo as redes treinadas com base em resultados obtidos através de simulações computacionais energéticas integradas. Utilizou-se a técnica de amostragem Hipercubo Latino para gerar os dados de entrada, que foram parametrizados com o plug-in Grasshopper e simulados com o plug-in Diva, do programa Rhinoceros. Para a aplicação do método propôs-se uma RNA tendo como parâmetro de saída densidade de potência de iluminação em uso combinada, através de ponderação por área, com um zoneamento de iluminação natural que considera o dinamismo do clima. Discutiu-se a relação entre a sequência proposta, cujos erros foram inferiores a 5%, o RTQ-C e índices mínimos de iluminação natural. Como conclusão geral, pode-se dizer que o método simplificado tem potencial para ser replicado e utilizado dadas sua precisão, velocidade e facilidade de aplicação. Para a aplicação do método em instrumentos de regulação, é importante que os índices mínimos de desempenho luminoso sejam cuidadosamente avaliados devido a seu impacto significativo no consumo energético das edificações.

Abstract The objective of this study was to propose a simplified methodology, integrating the use of artificial neural networks (ANN) with daylighting zoning, with the aim of predicting potential energy savings resulting from the use of daylight in non-residential buildings. The approach used in this study was metamodeling, and the networks were trained based on results obtained through integrated computer energy simulation. The Latin Hypercube sampling technique was used to generate the input data that was parameterized trough the Grasshopper plug-in and simulated trough the DIVA plug-in for the Rhinoceros software. For the application of the method an ANN was used, where the output parameter was Lighting Power Density in Use, combined with dynamic daylighting zones that consider the weather dynamics, weighted by area. This paper discusses the relationship between the methodological sequence approach, which presented errors below 5, and the RTQ-C and daylighting reference index. The overall conclusion was that the simplified method has potential to be replicated and used because of its accuracy, speed and workability. With regard to the method's application in regulatory tools, it is important that minimum daylighting performance is carefully evaluated due to its significant impact on the energy consumption of buildings.

Resumo Durante o período diurno, a iluminação natural pode ser uma aliada para promover a redução do consumo energético com fontes artificiais. Entretanto, o acesso a este recurso é dificultado à medida que as cidades aumentam a densidade construída, elevando a taxa de ocupação e altura das edificações. Tendo em vista este panorama, objetivou-se neste trabalho desenvolver um método para investigar o impacto de edificações no acesso à iluminação natural com a abordagem estática em vizinhanças a partir de parâmetros e técnicas de avaliação presentes na literatura da área, seguido de análises utilizando cenários virtuais para ilustração da aplicação do método. A metodologia desta pesquisa, que envolve a construção de um método, está dividida em seis etapas: escolha dos parâmetros de análise, definição do raio de abrangência da vizinhança, modelagem e simulação, definição dos tipos de impactos, definição dos cenários virtuais e análise dos dados dos cenários. Para avaliar os impactos, comparou-se a diferença em percentagem do FLDV - Fator de Luz Diurna Vertical dos cenários originais e dos cenários com a inserção de uma edificação na vizinhança. Os resultados das simulações nos estudos de caso apontam para a configuração do ambiente urbano com diferentes formas arquitetônicas entre as edificações vizinhas e parcelamentos irregulares, para que os impactos adversos em relação à iluminação natural na vizinhança sejam minimizados.

Abstract During daytime, daylight can help to reduce consumption from artificial sources. However, access to this resource is hampered as cities increase building density, increasing occupancy rates and building heights. Given this background, the aim of this study was to develop a method to investigate the impact of buildings on access to daylight though a static approach in neighbourhoods, using parameters and assessment techniques found in the literature, followed by an analysis using virtual scenarios to illustrate the application of the method. The methodology of this study, which involves the construction of a method, is divided into six steps: choice of analysis parameters, definition of the neighbourhood coverage radius, modelling and simulation, definition of the types of impacts, definition of the virtual scenarios and analysis of the data of the scenarios. To assess the impacts, the FLDV - Vertical Daylight Factor in the original scenario and in the scenario with the insertion of a building in the neighbourhood were compared. The simulation results of the case studies indicate that a type of urban environment configuration with buildings presenting different architectural forms between neighboring buildings and irregular installments, would help minimize adverse impacts on the neighbourhood.

Resumo O ofuscamento pode ser considerado como um dos aspectos mais complexos do processo de avaliação da iluminação natural devido a sua natureza subjetiva e às limitações nas formas de avaliação. Embora o brilho seja uma resposta subjetiva, muitos índices foram desenvolvidos para quantificar este fenômeno. Os modelos de avaliação de brilho existentes assumem usuários com direções da visão fixas, ignorando o caráter temporal/dinâmico da visão. Neste estudo, um professor foi adotado como sujeito dinâmico para a caracterização das diversas direções da visão. Sendo um trabalho experimental, os procedimentos adotados envolveram o uso de vídeo, um programa para edição de vídeo, imagens HDR e o uso do programa Photolux para o processamento das imagens. Com o valor do DGI obtido para cada direção da visão, a partir de cada posição, em todos os cenários e o tempo que o professor manteve a sua visão para cada direção, foram realizadas duas ponderações pelo tempo de permanência: DGItd (em cada direção) e DGItp (em cada posição), permitindo calcular o índice total para a sala de aula. Os resultados indicaram reduções de até 30% no DGI total da sala, com relação ao DGI estático. Este estudo reforça a relevância de se incorporar a condição temporal na avaliação do ofuscamento.

Abstract Glare can be considered as one of the most complex aspects of the daylighting evaluation process due to its subjective nature and the limitations of$ usual forms of assessment. Although the glare is a subjective response, many indices have been developed to quantify this phenomenon. Existing glare assessment models assume that occupants' view direction fixed on the task and ignore the dynamic nature of vision. This paper presents the impact of the time in the calculation of DGI. A teacher was adopted as a dynamic subject who has several view directions. The procedures adopted included the use of a video camera, software for video editing, HDR images and post processing data through photometric measurement system called Photolux. With DGI data for each direction of view, in each position, in all scenarios and the time in which the teacher looked at each direction, estimated through the video, two weights were held: DGItd (time spent in each direction) and DGItp (time spent in each position) resulting in a total index of the room. The results showed that the total index of the room was lower than those values obtained from Photolux in most cases, reaching reductions of up to 30% for a given situation. This study reinforces the importance of incorporating the temporal condition in evaluating glare.

Esta pesquisa tem o objetivo de avaliar o potencial de transformação de edifícios de escritório brasileiros em edifícios energia zero (EEZ) em diferentes climas. O estudo foi baseado em simulações computacionais, e o desenvolvimento do modelo foi dividido em três etapas. A primeira etapa consistiu na avaliação do caso protótipo (edifício referencial), que representa uma tipologia de edifícios de escritórios no Brasil. A segunda etapa consistiu no desenvolvimento do caso otimizado (edifício com baixo consumo de energia) de acordo com o regulamento de eficiência energética brasileiro. O comportamento dos dois casos foi determinado e comparado com o cálculo do balanço térmico e energético do edifício. Finalmente, o caso energia zero foi obtido por meio da aplicação de tecnologias solares (BIPV) na edificação. As simulações computacionais foram realizadas através dos programas EnergyPlus e Daysim para Fortaleza, CE, e Florianópolis, SC, cidades localizadas em diferentes zonas climáticas do Brasil. Os resultados mostraram que, em Fortaleza, mais módulos fotovoltaicos foram necessários devido ao maior consumo de energia, principalmente com refrigeração. O uso do regulamento de eficiência energética proporcionou redução no consumo de aproximadamente 50%. Porém, com o uso da janela fotovoltaica, outras estratégias foram necessárias para atingir o EEZ.

This research work aims to evaluate the potential to transform Brazilian office buildings into Zero Energy Buildings (ZEB) in different climates, based on computer simulations. The development of the model was divided into three steps. The first step was the evaluation of the prototype case (reference building), which represents the current building typology of Brazilian office buildings. The second step was the development of an optimal case (low energy building) according to the Brazilian energy efficiency labelling system. The performance of both cases was determined and compared by calculating the building's heat balance and energy balance. Finally, the ZEB case was obtained by the application of solar energy technologies (BIPV) in the building. The simulations were carried out with the computer programs EnergyPlus and Daysim for two cities in two different climatic zones of Brazil: Fortaleza/CE and Florianopolis/SC. The results showed that, in Fortaleza, more photovoltaic modules were necessary due to the higher energy consumption, especially for cooling. In addition, the application of the Brazilian energy efficiency regulation for buildings allowed a reduction of almost 50% in the final energy consumption. However, others strategies were also necessary to reach ZEB, due to the use of PV windows.

O processo de adensamento das cidades e o aumento no consumo de energia fazem dos centros urbanos um dos setores de maior impacto no balanço energético mundial, sendo responsável por 70% do consumo total e energia. A geração de energia fotovoltaica apresenta uma grande vantagem, visto que geração e consumo podem ter coincidência espacial e temporal. Além disso, no caso das grandes cidades, as edificações apresentam formatos principalmente verticais e existe escassez de áreas horizontais disponíveis para a instalação de painéis fotovoltaicos. O objetivo do presente trabalho é, então, avaliar o potencial de aplicação de painéis fotovoltaicos em fachadas de edificações dentro de diferentes configurações urbanas, considerando o impacto do entorno construído. Foram analisados diferentes modelos, variando parâmetros arquitetônicos e urbanos, por meio de simulações dinâmicas no plug-in Diva, dentro do programa Rhinoceros. Estabeleceu-se para cada configuração urbana o potencial de geração fotovoltaica das superfícies verticais opacas e, finalmente, foram identificados os modelos uniformes como aqueles que apresentam a melhor relação entre demanda e geração. Os resultados deste estudo indicam que a determinação da eficiência dos modelos depende em grande medida da disponibilidade de superfícies para a geração FV (fachadas ou fachadas e cobertura). Comprovou-se um comportamento similar entre os modelos uniformes e mistos, e um decréscimo no desempenho dos cenários miolo de quadra, devido à reduzida área de cobertura, embora o vazio central ofereça altos níveis de acessibilidade solar nas fachadas.

The urban densification process and increasing energy consumption make the urban environment one of the sectors with the highest impact on the world's energy balance, answering for 70% of the total energy consumption. The great advantage of photovoltaic (PV) energy conversion is the possibility of spatial and temporal coincidence of generation and consumption. In large cities, buildings present mainly vertical formats and there are not enough horizontal areas available for PV installation. The aim of this study is to assess the application potential of PV in building facades within different urban contexts, considering the impact of the surrounding built environment on solar radiation availability. Different occupation models were analysed, with varying architectural and urban parameters, through dynamic simulations using the plug-in Diva, for Rhinoceros. The PV conversion potential for each non-glass vertical surface was established and, finally, the Uniform models were identified as the most efficient ones. The results of the study indicate that the efficiency of the model is highly dependent on the type of surface available for the generation of PV (façades or façades and roofs). A similar behaviour was observed in Uniform and Mixed Models, as well as a decrease in the performance of Cloister Model due to a reduced roof area, even with the high daylight accessibility in the facades of the cloister.

A iluminação natural apresenta-se como uma das estratégias individuais de maior potencial para a redução do consumo de energia nos edifícios. Para a realização desse potencial é essencial caracterizar precisa e quantitativamente o ambiente luminoso. Há várias décadas, modelos físicos em escala reduzida tem sido empregado para a avaliação da iluminação natural. Entretanto, apesar dos benefícios, o método tem sido alvo de críticas que apontam os erros encontrados como sendo deficiências intrínsecas dele. Este estudo visa avaliar duas das fontes de erro mais citadas: medição sob condições de céu real, e o efeito de escala. O estudo foi desenvolvido em duas etapas: (a) comparação de iluminâncias medidas simultaneamente num ambiente real e num modelo físico em escala reduzida, expostos ao céu real; e (b) comparação de iluminâncias medidas em modelos físicos construídos em três diferentes escalas, submetidos a um céu artificial do tipo "caixa de espelhos". Na primeira etapa, os erros foram inferiores a 5%, exceto naquelas situações em que a componente refletida foi relevante. Na segunda etapa, os resultados foram ainda melhores, mostrando uma insignificância do efeito de escala, com divergências inferiores a 4%. Através deste estudo, é possível afirmar que o método é confiável, desde que cuidados sejam tomados na confecção dos modelos e nas medições, em especial no que tange às propriedades ópticas das superfícies, condições de exposição dos modelos (entorno), precisão dimensional e procedimentos fotométricos.

Daylight is one of the individual strategies with greatest potential for reducing energy consumption in buildings. To realize this potential it is essential to characterize the environment precisely and quantitatively. For decades, reducedscale physical models has been employed for daylight evaluation. However, despite its benefits, this method has been the target of criticisms that have pointed out errors as intrinsic shortcomings. This study aims to evaluate two of the most cited sources of error: measurement under real sky conditions, and the effect of scale. The study was divided into two stages: (a) comparison of illuminances measured simultaneously in a real environment and a physical model in reduced scale, exposed to the real sky; and (b) comparison of illuminances measured in physical models built in three different scales subjected to an artificial "mirror box"-type sky. In the first stage, the results showed errors less than 5%, except in those situations where the reflected component was relevant. In the second step, the results were even better, showing that the scale effect was insignificant, with differences less than 4%. The results clearly indicate that this method is reliable, provided care is taken in producing the models and the measurements, especially regarding the optical properties of the surfaces, the conditions of exposure models (surroundings), dimensional accuracy, and photometric procedures.

Muitos estudos já comprovaram a preferência dos usuários pela luz natural como fonte de luz em edificações. Além de benefícios à saúde atribuídos a sua influência no ritmo circadiano humano, a elevada qualidade na reprodução de cor, entre outros aspectos, a luz natural apresenta reconhecido potencial de economia de energia quando substitui ou complementa a iluminação artificial. Outro fator a ser considerado é que a maior disponibilidade de iluminação natural coincide com o horário comercial de funcionamento de edificações de escritório. Neste contexto, o objetivo deste trabalho é demonstrar um comparativo entre dois modelos de aproximação de funções utilizadas para representar o potencial de economia de energia través do uso da iluminação natural em escritórios. São eles: Regressão Linear Multivariada e Regressão Não Linear Multivariada, também conhecida como Rede Neural Artificial (RNA). Os resultados mostraram que as RNAs são mais adequadas para esse tipo de problema devido a sua grande habilidade de aprender, o que permite melhor capacidade de generalizar os dados em relação à Regressão Linear Multivariada.

Many studies have confirmed users' preference for daylight as a light source in buildings. In addition to the health benefits attributed to its influence on human circadian rhythms, high quality colour reproduction and other aspects, daylight has a known potential for energy savings when replacing or supplementing artificial lighting. Another factor to be considered is that the availability of daylight coincides with the working hours of commercial office buildings. In this context, the objective of this paper is to draw a comparison between two types of approximation methods used to estimate the potential energy savings through the use of daylight in office buildings. These approximation methods models are: Linear and Nonlinear Multivariate Regression, also known as Artificial Neural Network (ANN). The results show that ANNs are particularly suitable for this type of problem due to their learning aptitude, which allows significantly better extrapolation of the learning data than Multivariate Linear Regression.

A luz natural é uma importante estratégia para redução do consumo de energia em edificações. Para sua previsão, recomenda-se a utilização de programas de simulação que empregam arquivos climáticos e processam as simulações com o conceito do Daylight Coefficients. O EnergyPlus, programa para simulação termoenergética, é uma dessas ferramentas. Porém, este software possui limitações no módulo de iluminação natural que superestimam a luz natural em ambientes internos. Para contornar essas limitações, o presente trabalho propõe uma metodologia para avaliação da eficiência energética, considerando o aproveitamento da luz natural, através da utilização de dois programas. A metodologia consiste na avaliação do desempenho luminoso e energético através de simulação com os programas Daysim e EnergyPlus. O Daysim produz um relatório que descreve o controle da iluminação artificial que é utilizado na simulação energética do EnergyPlus, que calcula o consumo energético final dos ambientes analisados. Os resultados indicam que a metodologia proposta mostrou-se adequada para suprir as limitações do EnergyPlus e para a avaliação da eficiência energética em edificações, considerando o aproveitamento da luz natural. Este trabalho mostra um caminho alternativo e confiável para a consideração do aproveitamento da iluminação natural na avaliação da eficiência energética de edificações.

Daylight is an important strategy to reduce the energy consumption of buildings. For simulating the use of daylighting in buildings it is advisable to use computer programs that incorporate local weather data and use the Daylight Coefficients concept to process simulations. One of those tools is EnergyPlus, a software used for thermodynamic simulations in buildings. However, this software has some limitations, since it overestimates daylighting inside the building. In order to overcome those limitations, this study proposes a methodology to evaluate the energy efficiency of buildings considering daylighting through the combined use of two programs. The methodology consists of an evaluation of the luminous and energy performance through computational simulations using the Daysim and EnergyPlus programs. Daysim produces a report that describes the control of artificial lighting that is used in the simulation with EnergyPlus, which calculates the overall energy consumption of the environment being analysed. The results indicate that this methodology is adequate to overcome the limitations of the EnergyPlus software, and to evaluate the energy efficiency of buildings. This study shows an alternative and reliable way to include daylighting in the evaluation of the energy efficiency of buildings.

Com o crescimento das cidades, aliado à especulação imobiliária, tem-se tornado cada vez mais difícil garantir iluminação natural e insolação de maneira satisfatória nas edificações. Isso se deve principalmente à densificação urbana, determinada por lotes demasiadamente ocupados, e à verticalização acelerada. Com o advento do Estatuto da Cidade, novos instrumentos para esse controle urbano têm sido introduzidos gradativamente por planos diretores de cidades brasileiras, tais como estudos de impacto de vizinhança para determinados empreendimentos. Entretanto, não existem métodos consistentes e padronizados para a análise de alguns dos itens abordados nesses estudos, entre os quais se destacam a iluminação natural e a insolação. Esta pesquisa objetiva o desenvolvimento de um método para a análise do impacto de edificações urbanas em relação às condições mínimas de insolação e de iluminação natural, utilizando como ferramenta a simulação computacional.

The satisfactory admission of daylighting and insolation in buildings has become difficult because of the growth of urban areas, and of the speculative real estate market. This is mainly due to urban densification determined by the intense use of plots and the construction of tall buildings. With the approval of Statute of City, new instruments for urban control have been gradually introduced in the masterplans of Brazilian cities, including the need to undertake neighbourhood impact studies for some projects. However, there are no standardized and consistent methods to analyse some of issues involved in those studies, such as daylighting and insolation. The aim of this research work is to develop a method to analyse the impact of new buildings, considering minimal requirements of insolation and daylighting, by using computational simulation.