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Título: Determinação de métricas para reprodução da percepção visual por simulações computacionais
Título(s) alternativo(s): Metrics determination for computer simulation of visual perception
Autor(es): Trento, Ticiana Patel Weiss
Orientador(es): Krüger, Eduardo Leite
Palavras-chave: Simulação (Computadores)
Sustentabilidade
Percepção visual
Arquitetura - Aspectos ambientais
Engenharia civil
Computer simulation
Sustainability
Visual perception
Architecture |x Environmental aspects
Civil engineering
Data do documento: 31-Mar-2017
Editor: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Câmpus: Curitiba
Citação: TRENTO, Ticiana Patel Weiss. Determinação de métricas para reprodução da percepção visual por simulações computacionais. 2017. 132 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2017.
Resumo: A literatura no campo da Arquitetura cita com frequência a iluminação natural como característica importante a ser observada em projetos. Entretanto, seu estudo geralmente trata das propriedades físicas (trajetória e incidência solar) e de métricas como o fator luz diurna, que não necessariamente aproximam o projeto das preferências subjetivas dos futuros ocupantes do espaço. A iluminação natural influencia não apenas a eficiência energética de um edifício, mas a fisiologia e regulação temporal humana e principalmente a forma como se percebe um espaço. Neste contexto, esta pesquisa procura estabelecer a relação entre a iluminação natural, o acesso às vistas e a percepção humana durante três estações do ano – inverno, primavera e verão – em uma câmara climática localizada em Karlsruhe, Alemanha, com o objetivo de determinar se a percepção de luz dos ocupantes da câmara pode ser traduzida pela irradiância global horizontal, iluminância horizontal e vertical e ofuscamento, que podem ser reproduzidos por simulação computacional e utilizados como parâmetros de projetos arquitetônicos. Para tanto, utiliza-se um ambiente controlado (câmara climática), projetado sobre uma plataforma giratória, o qual permite testar-se o efeito da orientação da fachada sobre variáveis subjetivas de participantes voluntários, sob condições experimentais. Trata-se de estudo longitudinal de campo com abordagem quantitativa e coleta de dados por questionário e medições e técnica de simulação computacional. Identificaram-se por simulação computacional as orientações da câmara com maior diferenciação de acesso à luz natural como etapa preliminar. Validadas e revistas as orientações em teste piloto no estudo de campo realizado no âmbito de uma segunda pesquisa, utilizaram-se os dados coletados nessa pesquisa a partir de respostas a um questionário de situações de luz com monitoramento de condições térmicas e de iluminação, interna e externamente à câmara climática estudada. Os dados subjetivos e objetivos foram então confrontados por meio de métodos estatísticos (coeficiente de Pearson, para dados agrupados, e ρ de Spearman, para dados individuais). Os resultados sugerem correlações significativas entre a iluminância horizontal e a vertical em relação à percepção lumínica dos participantes. As correlações com resultados de simulações computacionais, por sua vez, confirmam a predominância da iluminância vertical, bem como a disponibilidade de iluminação natural e Useful Daylight Illuminance como formas de reprodução da iluminância à altura dos olhos.
Abstract: Daylight is often mentioned as an important factor to be considered in architectural projects. However, it is mostly taken into consideration as regards its physical features (sun path and availability) whose metrics do not necessarily reflect subjective preferences of the occupants, such as the daylight factor. Daylight affects not only energy efficiency, but also human physiology and time setting and, above all, the way one perceives the environment. In this context, this research aims to establish the relationship between daylight, access to views and human perception throughout three seasons – winter, spring and summer – in a climate chamber in Karlsruhe, Germany. Its goal is to determine which metrics better translate visual perception of the chamber occupants and which could also be reproduced in computer simulations and later used as design parameters. For this purpose, a climate chamber, built on top of a rotating platform, was used to test the effect of façade orientation on several subjective variables of volunteers under experimental conditions. This is a longitudinal field study with a quantitative approach that uses instruments such as surveys and measurements, as well as computer simulations as technique. Preliminary computer simulations helped to identify façade orientations with the most differentiation regarding daylight access. After test orientations were validated against field data from a pilot study carried out during a concurrent field study, data collected during such study including survey results as regards light perception and measurements of thermal and lighting conditions, indoors and outdoors were used for analysis. Subjective and objective data were then compared using Pearson´s R coefficient (for grouped data) and Spearman´s rank correlation coefficient (for individual data). Correlation results point to the use of vertical and horizontal illuminance as metrics with the strongest relationship to participants’ light perception. Correlations between measured data and computer simulations confirm the predominance of vertical illuminance, as well as Daylight Availability and the Useful Daylight Illuminance as valid tools to reproduce the illuminance at the eye level.
URI: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/2771
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