Desenvolvimento de simulador de trajetória solar aparente de precisão
Leandro C. Fernandes, José M. V. Grzybowwski, Andréia Saugo
2014
XV Encontro Nacional de Tecnologia do Ambiente Construído
unpublished
RESUMO Simuladores de trajetória solar aparente (heliodons) são utilizados para avaliação e concepção de dispositivos, edificações e áreas urbanas visando adequações na iluminação natural e radiação solar. Simulam a incidência de luz e sombra em modelos reduzidos de forma clara e dinâmica. São vários os tipos de heliodons desenvolvidos e utilizados no Brasil. No entanto, no mercado nacional, estão disponíveis somente simuladores com lâmpadas presas aos aparelhos, com fontes luminosas pontuais e
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... distando aproximadamente 1,5m do seu centro geométrico. Estes simuladores possuem grande potencial didático. Porém apresentam significativas margens de erro se a maquete utilizada possuir dimensões maiores que 5% da distância maquete-lâmpada. Devido às dificuldades para confecção precisa de maquetes tão reduzidas os simuladores são aplicados basicamente em avaliações com baixa precisão. Este artigo relata estudos com objetivo de desenvolver simulador alternativo, próprio para utilização de fontes luminosas distantes, como o Sol, possibilitando análises mais precisas de maquetes de tamanhos diversos. Apresenta os requisitos do projeto, as etapas do processo de desenvolvimento, os protótipos construídos e a versão acabada do aparelho. Para sua validação enquanto equipamento para testes foram adotados os seguintes procedimentos: modelagem matemática da projeção de sombras pelo aparelho e pelos movimentos solares aparentes; e comparação das dimensões das sombras projetadas pelas duas fontes luminosas em diferentes situações. Os resultados, para os autores, apresentaram precisão compatível com a necessária em projetos de dispositivos, edificações e mesmo áreas urbanas. Por fim, o artigo apresenta avaliação de sua utilização enquanto instrumento didático em componentes curriculares de projeto e conforto ambiental. Trata-se de estudo finalizado, envolvendo experiência didática e experimentação prática, sem apoio de agências de fomento. O aparelho desenvolvido possui potencial para apoiar estudos em instituições de ensino e pesquisa e em empresas de projeto. Palavras-chave: Simulador de trajetória solar aparente, iluminação natural, modelos reduzidos. ABSTRACT Apparent solar path simulators (heliodons) are used for evaluation and design of devices , buildings and urban areas aiming adjustments in natural lighting and solar radiation. Such devices simulate the effect of light and shadow in scaled models in straightforward and dynamical way. There are several types of heliodons developed and used in Brazil . However, in the domestic market , the only simulators available are those with lamps attached to the apparatus, with point sources of light and approximately 1.5 meters distant from its geometric center. These simulators have considerable educational potential, but they render significant error margins if the model has dimensions greater than 5% of the distance between the scale model and the lamp. Due to difficulty in making accurate models of such small dimensions, these simulators yield evaluations with poor accuracy. This article reports on studies aiming to develop an alternative simulator , suitable for use of distant light sources such as the Sun , allowing more accurate analysis of models of different sizes. It presents the project requirements , the steps of the development process, the test prototypes built and the final version of the device. For its validation as a test equipment, the following procedures were adopted: the modeling equations of shadow projection by the apparatus and apparent solar motion were derived; the length of the shadows cast by the two light sources in
doi:10.17012/entac2014.483
fatcat:d7p4tvx4rvclhci6abwxc3scve