Elementos de controle solar: a interação entre forma e desempenho em processos de projeto computacionais

Abstract

A função básica da iluminação é prover as condições visuais adequadas ao desempenho das atividades. Deste modo, a importância do uso adequado da luz natural nas edificações requer o planejamento entre o balanço da carga térmica, o controle do ofuscamento e ajustes para se adequar à disponibilidade de luz natural. Estratégias de projeto passivas são de grande importância para melhoria da qualidade ambiental das edificações, com destaque para a função de dispositivos de proteção solar. Esta pesquisa tem o objetivo de investigar um fluxo de trabalho baseado em um código para obtenção e otimização de elementos de controle solar com geometrias desenvolvidas a partir de simulações que adicionam o desempenho estrutural a critérios de desempenho luminoso. Partimos da hipótese de que a integração do material, de sua estrutura e de sua forma durante a proposição de elementos de controle solar gerados a partir de processos form-finding impacta o desempenho da luz do dia. A pesquisa está dividida em revisão de literatura, avaliação de desempenho luminoso de dispositivos de sombreamento já instalados em contexto real e proposição de novos elementos de proteção a partir da integração entre concepção e modelagem paramétrica, simulações computacionais e otimização. A análise de dispositivos existentes é o objeto de pesquisa do primeiro experimento, voltado para investigação de dispositivos do tipo brise-soleil e painel microperfurado, instalados em edificações da Universidade Federal de Viçosa, Campus Viçosa, Minas Gerais. Na fase seguinte, o segundo experimento incorpora a avaliação do desempenho estrutural da peça às investigações do desempenho luminoso de dispositivos de sombreamento do tipo brise-soleil. Como resultado principal, é possível apontar que a integração do material, de seu desempenho estrutural e de sua forma durante a proposição de elementos de controle solar gerados a partir de processos form-finding pode contribuir positivamente no desempenho da luz do dia, embora ainda seja necessária uma investigação que conduza a um melhor aproveitamento da capacidade do material. Palavras-chave: processos form-finding; iluminação natural; desempenho estrutural; desempenho luminoso ; brise-soleil; painel microperfuradoThe basic function of lighting is to provide adequate visual conditions for the performance of activities. Therefore, the importance of adequate use of natural light in buildings requires planning between the thermal load balance, glare control and adjustments to adapt to the availability of natural light. Passive design strategies are of great importance for improving the environmental quality of buildings, with emphasis on the function of solar protection devices. This research aims to investigate a workflow based on a code for obtaining and optimizing solar control elements with geometries developed from simulations that add structural performance to lighting performance criteria. We start from the hypothesis that the integration of the material, its structure and its shape during the proposal of solar control elements generated from form-finding processes impacts the performance of daylight. The research is divided into a literature review, evaluation of the luminous performance of shading devices already installed in a real context and the proposal of new protection elements based on the integration of design and parametric modeling, computational simulations and optimization. The analysis of existing devices is the research objective of the first experiment, aimed at investigating devices of the brise-soleil type and micro perforated panel, installed in buildings of the Universidade Federal de Viçosa, Campus Viçosa, Minas Gerais. In the next phase, the second experiment incorporates the structural performance of the element into the investigations of the luminous performance of shading devices of the brise- soleil type. As a main result, it is possible to point out that the integration of the material, its structural performance and its shape during the proposal of solar control elements generated from form-finding processes can contribute positively to the daylight performance, although further research is still needed to lead to a better use of the material's capacity. Keywords: form-finding processes; daylighting; structural performance; daylighting performance; brise-soleil ; micro perforated panel