Software ajuda a calcular iluminação em projetos arquitetônicos

Muitas pessoas, ao comprar um imóvel ou encomendar um projeto a um escritório de arquitetura, fazem questão de escolher se determinado cômodo vai ficar voltado para o nascente ou para o poente. Mas diversas outras variáveis ligadas à luz solar podem ter grande importância em um projeto arquitetônico. Uma pesquisa realizada no Laboratório de Conforto Ambiental (LabCon) do Departamento de Arquitetura e Urbanismo da Universidade Federal de Santa Catarina, com o apoio das Centrais Elétricas de Santa Catarina, resultou em um software que pode ajudar arquitetos a lidar com essas variáveis em seus projetos.

O programa, batizado de Apolux 1.0, é um protótipo desenvolvido por Anderson Claro, do Labcon, que usa algorítimos matemáticos para o estudo de iluminação natural em arquitetura e urbanismo. Também chamado de LuzSolar, o software aplica um modelo matemático denominado Modelo Vetorial Esférico, concebido para determinar a visibilidade do céu para diferentes pontos interiores e exteriores de um projeto arquitetônico e para estabelecer as relações de visibilidade entre os diferentes pontos das superfícies do projeto.

Vistas externa (à esquerda) e interna (à direita) do Pavilhão de Barcelona. Imagem: LabCon/UFSC

O Apolux permite visualizar diversas condições possíveis, como latitude, longitude, altitude, condição do céu (limpo, parcialmente encoberto ou nublado), condição do ar (limpo, de região montanhosa, litorânea, urbana, rural ou área industrial), além de estimar o posicionamento do sol em mês, dia e hora específicos. A equipe do LabCon processou os primeiros testes do programa a partir de três modelos de construção: o Pavilhão de Barcelona, de Mies Van der Rohe, o Museu da Imagem e do Som (MIS) de Santa Catarina, e um modelo genérico, denominado "Arquitetura", com modelagem de curvas e superfícies complexas.

Vista externa do modelo genérico "Arquitetura". Imagem: LabCon/UFSC

Uma das ferramentas do programa, chamada de "mascaramento solar", permite analisar as condições de exposição ao sol de um ponto do projeto arquitetônico ao longo de todo o ano, e possibilita determinar o comportamento de diferentes elementos de sombreamento e controle de iluminação. O pesquisador Anderson Claro, que desenvolveu o Apolux em seu doutorado sob orientação de Fernando Pereira, explica que as imagens geradas pelo programa são apenas semi-realistas, pois ele não elimina efeitos visuais de escalonamento. "O Apolux não é um programa voltado para a visualização foto-realista, e sim para o projeto de iluminação natural", afirma Claro.

Vista interna do MIS, mostrando o Sol no campo de visão do observador. Imagem: LabCon/UFSC

O projeto LuzSolar continua em desenvolvimento e tem duas novas potencialidades previstas para suas versões futuras. Uma delas é a possibilidade de interação entre os modelos de abóbada celeste utilizados pelo programa e fotografias do céu real. "Através de uma máquina fotográfica especial, com lente 'olho de peixe', disponível no LabCon, é possível fotografar uma determinada condição de céu e superpor com o gráfico de mascaramento gerado pelo programa, dando maior precisão de análise", explica o pesquisador.

A outra melhoria no programa envolverá a incorporação de algorítimos que permitam a inserção de fontes artificiais de luz em um projeto arquitetônico para cálculo de soluções integradas de iluminação natural e artificial. Através da caracterização adequada das fontes de iluminação, dados diretos sobre consumo de energia elétrica e o potencial de aproveitamento da luz natural serão obtidos para determinar níveis adequados de iluminação. O protótipo do Apolux foi apresentado no 2º Fórum de Pesquisa e Desenvolvimento promovido pela Centrais Elétricas de Santa Catarina, evento dedicado a pesquisas do setor elétrico que foram financiadas pela empresa após a aprovação em concurso público.