a_avaliacao_do_uso_da_simulacao_computacional_em_projetos_de_iluminacao_artificial

AVALIAÇÃO
DO
USO
DA
SIMULAÇÃO
COMPUTACIONAL EM PROJETOS DE ILUMINAÇÃO
ARTIFICIAL
Thais Borges Sanches
LCAD – Faculdade de Arquitetura da
Universidade Federal da Bahia Brasil
sanches@e-net.com.br
Arivaldo Leão de Amorim
LCAD – Faculdade de Arquitetura da
Universidade Federal da Bahia Brasil
alamorim@ufba.br
Abstract
This paper tries to evaluate the quantitative e qualitative aspects of the uses of the
computational simulation for the analysis of enclosed environments light designs,
and its feasibility in teaching in Architectural and Urbanism courses. The importance
of this paper is associated with the determining of the illumination levels and its
effects. Simulations were made with the Lightscape software in a specific room
and their results were compared with the experimental measurements taken in that
place. From this comparison it was possible to make the analysis of the software
characteristics and to evaluate the advantages or disadvantages of its uses. The
results confirm its feasibility as a tool for illumination simulation and its adequate
uses in the teaching of environmental comfort. The good correlation achieved in
visual effects derived from the lighting design and also the information of values
related to illuminance and luminance for the simulated space support this affirmative.
Introdução
O arquiteto ao definir lâmpadas e
luminárias para um ambiente influi de forma marcante no cenário, gerando um
efeito visual e quantitativo que pode estar ou não de acordo com as
necessidades de conforto lumínico para
o desempenho das atividades para as
quais o ambiente foi projetado. Assim, o
posicionamento das lâmpadas e
luminárias,
bem
como
suas
especificações podem contribuir de forma crucial para o bom funcionamento do
espaço, para o conforto ambiental e para
a conservação de energia.
Tradicionalmente, a análise da iluminação
baseia-se em critérios estabelecidos
nas normas existentes e no julgamento
do projetista. Atualmente, os projetos de
iluminação,
cada
vez
menos
convencionais, são maiores e mais
sofisticados, principalmente devido aos
novos materiais e tecnologias. Nestas
condições, o simples uso dos cálculos
tradicionais, nem sempre feitos com os
devidos cuidados, não são suficientes
para a determinação dos efeitos luminosos, especialmente no que diz respeito
às questões qualitativas.
O uso da simulação computacional vem
como uma ferramenta auxiliar para os
estudos e projetos de iluminação
possibilitando a visualização da
iluminação dos ambientes antes de sua
execução, permitindo a correção de
eventuais problemas durante o
processo projetual.
Este trabalho analisa o uso da ferramenta
Lightscape para a simulação da
iluminação artificial no interior de
edificações e sua aplicabilidade no
ensino de conforto ambiental.
Projeto de Iluminação
Tradicionalmente, são feitos cálculos
exaustivos para a determinação das
necessidades lumínicas de um projeto
e, em muitos casos, o projeto é feito
baseado na experiência do projetista
sem considerar, muitas vezes o caráter
qualitativo e quantitativo proporcionado
por esse projeto para a finalidade do
ambiente.
Muitos trabalhos apresentados em eventos discutem o uso da simulação de
iluminação, baseados em estudos
experimentais através de ensaios realizados em escala natural ou em
maquetes, em escala reduzida. Estes
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procedimentos acarretam em altos
custos de execução e demandam
prazos mais longos.
Com a evolução dos software dedicados e a constante aplicação da simulação
computacional para estudos nas diversas áreas, já existem ferramentas para
a modelagem de espaços, simulação,
cálculo e tratamento de imagens
adequados ao estudo e projeto de
iluminação.
Muitos programas baseados em modelos numéricos têm sido considerados
como ferramentas de grande utilidade
para o projetista, já que permitem fazer
cálculos precisos de iluminação em menor tempo e com maior precisão.
Existem diversos programas que simulam
a iluminação de um ambiente, onde podese entrar com parâmetros de tipos de
lâmpada e seus atributos, tipos e formas de luminárias e tem como saída o
resultado visual da iluminação, além de
dados quantitativos tais como níveis de
iluminamento, que permitem avaliar se o
projeto está de acordo com a função a
ser desempenhada no local, respeitando
as normas.
O Programa
Lightscape é um aplicativo para o
estudo de iluminação e “renderização”
produzido pela Autodesk®, que simula
as propriedades da luz e dos materiais,
segundo suas propriedades e
comportamentos físicos, realçando
efeitos luminosos dificilmente obtidos em
sistemas convencionais de síntese de
imagens,
produzindo
imagens
fotorealísticas.
O programa possui uma interface de rápido aprendizado, possuindo comandos
de fácil assimilação, importa formatos
de arquivos gráficos largamente utilizados como o DXF, DWG e 3DS e, por não
possuir recursos de modelagem
geométrica, aceita sólidos e superfícies
modeladas em outros programas.
A ferramenta utiliza dois algoritmos de
iluminação global: o radiosity, usado para
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modelar a interação da luz entre
superfícies difusoras, e o ray tracing,
técnica que adiciona destaques,
reflexões, efeitos especulares e
transparências. (Lightscape, 2000)
Assim, o programa pode calcular com
precisão como a luz se propaga no ambiente produzindo imagens realísticas e
tem como principais aplicações a
simulação dos efeitos da iluminação,
análise fotométrica quantitativa,
rendering e animação. Possui uma vasta biblioteca de texturas de materiais, de
lâmpadas e luminárias.
Para a validação do uso do programa
para simulação da iluminação artificial
foi realizado um estudo comparativo entre o ambiente real e o mesmo ambiente
simulado. Do ponto de vista qualitativo
foram comparadas as fotografias do
ambiente real, com as imagens sintéticas resultantes da simulação
computacional, produzida pelo modelo
geométrico do ambiente do experimento
com os algoritmos (modelos de
iluminação) a ele aplicado. Do ponto de
vista quantitativo, a comparação foi feita
entre os valores de iluminamento determinados pela simulação e as medições
feitas no local com o uso de um luxímetro.
Como resultado obtém-se imagens
fotorealísticas e a visualização da
distribuição luminosa através da técnica
pseudo-color. Esse recurso emula as
curvas isolux, valores de iluminamento
e luminância para pontos pré-definidos.
A Importância do Uso da Tecnologia no Ensino de Arquitetura
Ferramentas desse tipo caracterizamse como importante instrumento para
avaliação de projetos de iluminação já
que possibilita o usuário analisar o
desempenho lumínico tanto do ponto de
vista qualitativo como quantitativo.
Para essa análise é necessário conhecer
algumas noções básicas de conforto
ambiental tais como: a influência das
cores na propagação e reflexão da luz
e suas refletâncias, as normas técnicas
da ABNT e os tipos de tarefas visuais
dos diferentes ambientes. (Bittencourt,
1998)
Do ponto de vista didático, o programa é
uma opção para estudos de iluminação
artificial, pois possibilita a visualização
dos efeitos do projeto permitindo uma
análise da distribuição luminosa no ambiente, assim como permite obter valores de iluminamento no ambiente simulado de modo a compará-los com os valores estabelecidos por norma para a
finalidade do local.
O Lightscape é uma ferramenta que
pode auxiliar na percepção e
entendimento do comportamento da luz
nos diversos ambientes, facilitando as
experimentações tais como mudanças
de material, cores e formas.
Sendo
um
programa
voltado
especificamente para a simulação de
iluminação permite a compreensão dos
fenômenos físicos decorrentes da
reflexão da luz nos diversos materiais,
além de possibilitar variações de
lâmpadas e luminárias, favorecendo uma
melhor especificação para o projeto.
Conclusão
A utilização da ferramenta de simulação
para o projeto de iluminação artificial é
importante para auxiliar o projetista no
uso eficiente da energia nas
construções de modo a reduzir os
custos e proporcionar conforto.
A simulação computacional pode auxiliar o entendimento dos fenômenos físicos da luz, a determinação dos níveis
de iluminamento no ambiente e na
avaliação do impacto decorrente da
manipulação dos materiais, das cores,
das lâmpadas e luminárias nos níveis de
iluminação. Dessa forma, a simulação
serve para dar respaldo técnico a
julgamentos ou suposições feitas durante o processo de projeto.
A avaliação revelou que esta ferramenta
apresenta boa aproximação entre os
valores medidos e simulados visto que
os valores obtidos de iluminamento na
simulação foram próximos dos valores
medidos no local.
Dentre as limitações observadas, podese destacar que, para ter a iluminação
simulada, o ambiente deve estar totalmente concebido, ou seja com formas,
materiais, cores, lâmpadas e luminárias
especificadas da mesma forma como
será quando executado.
É necessário que o professor auxilie o
aluno a não formar uma visão distorcida
a respeito do comportamento dos
fenômenos, acreditando que o mundo
real possa ser sempre simplificado e
controlado da mesma maneira que nos
programas de simulação (Valente, 2001).
A simulação permite testar várias alternativas para a situação sem interferir na
realidade, permitindo obter resultados
mais satisfatórios em menor tempo.
Sendo a iluminação artificial um dos sistemas que mais consome energia no
ambiente construído, a simulação pode
vir a ser um fator de análise dos projetos
dando um enfoque maior para o conforto ambiental em época onde há uma
crescente preocupação com a
conservação de energia.
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BIBLIOGRAFIA
BITTENCOURT, Leonardo Salazar;
FERREIRA, Dilson Batista. Analisando
o programa Lumenmicro® V. 7.1 como
instrumento de ensino de Conforto Ambiental nos cursos de Arquitetura e Urbanismo. In: CONFERÊNCIA LATINOAMERICANA DE INFORMÁTICA NO
ENSINO DE ARQUITETURA, I., 1998,
Florianópolis. Anais... Florianópolis.
1998.CD-ROM.
LIGHTSCAPE 3.2. Autodesk Inc.
Disponível
em:
<http://
www.lightscape.com>. Acesso em
20 mar. 2000.
Lightscape ® Help
–
Lightscape ®
Visualization System
VALENTE, José Armando. Análise dos
diferentes tipos de software usados na
educação. NIED – UNICAMP. Disponível
em: <http:// br.geocities.com/secdrr/
valente.htm>.
Acesso
em
13 ago. 2001.
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