Descubra como a orientação solar pode impactar positivamente o seu projeto

Uma orientação solar adequada pode maximizar o aproveitamento da luz natural e do calor solar em uma edificação, reduzindo a necessidade de iluminação artificial e aquecimento, além de melhorar a qualidade do ar interno e a saúde dos ocupantes.

Cada projeto deve ser avaliado caso a caso para determinar as melhores soluções em termos de custo-benefício e impacto ambiental. De certo, existe uma série de estratégias e tecnologias disponíveis para otimizar a orientação solar de um edifício, entre elas estão: o posicionamento do edifício e da fachada, a proteção solar, o uso de materiais adequados, os sistemas de controle e o uso de energias renováveis.

Através da leitura deste tema, você poderá entender como a posição e o alinhamento de uma edificação em relação ao sol podem afetar a eficiência energética e o bem-estar dos ocupantes, e como a escolha da orientação solar adequada pode ser essencial para redução do consumo de energia, melhor qualidade do ar e aumento do conforto térmico. Leia os seguintes tópicos: 

Aproveite a leitura!

O que é orientação solar?

A orientação solar refere-se à direção em que um edifício, terreno ou objeto está voltado em relação ao sol. Ela afeta a quantidade de luz natural e calor solar que entra no espaço, o que, por sua vez, pode ter um impacto significativo na eficiência energética do edifício e no conforto dos ocupantes.

Essa orientação pode ser descrita como norte, sul, leste ou oeste, mas também pode ser medida em termos mais precisos, como ângulos em relação ao sol. A orientação ideal pode variar dependendo da localização geográfica, da época do ano e dos objetivos específicos do projeto.

Por exemplo, em climas mais frios, pode ser benéfico orientar um edifício de forma a maximizar a luz e o calor solar no inverno, enquanto em climas mais quentes, pode ser preferível minimizar a exposição ao sol para reduzir o aquecimento excessivo. A orientação solar também pode ser um fator importante na escolha de materiais de construção e no design de janelas, telhados e outros elementos do edifício.

Como fazer orientação solar?

Localização geográfica

A orientação solar tende a variar de acordo com a latitude e longitude do local. Para entender a posição do sol em relação ao edifício é importante ter essas informações precisas.

A orientação não é algo que possa ser investigado por igual em todo o globo. No Hemisfério Norte, por exemplo, o sol se move de leste para oeste, passando pelo sul durante o dia. Já no Hemisfério Sul, o sol se move de leste para oeste, passando pelo norte durante o dia.

Além disso, a localização geográfica também pode influenciar o ângulo de incidência da luz solar, que varia de acordo com a estação do ano e a hora do dia. Por exemplo, na região amazônica, o sol incide quase verticalmente durante o ano todo, o que pode exigir soluções de sombreamento mais eficientes.

Por isso, a orientação solar tem uma grande influência na sensação de conforto térmico das pessoas em um ambiente, bem como na preservação de móveis e objetos, pois se um ambiente recebe luz solar direta e intensa durante grande parte do dia, especialmente em regiões com temperaturas elevadas, isso pode causar desconforto para as pessoas, além de danificar os objetos expostos ao sol por períodos prolongados.

Ao projetar uma edificação ou planejar a disposição dos móveis em um ambiente, é essencial considerar a orientação solar e adotar estratégias apropriadas para controlar a entrada de luz solar e garantir um ambiente confortável e saudável.

Norte verdadeiro 

A orientação solar é frequentemente relacionada ao norte verdadeiro, que é a direção obrigatória em projetos de arquitetura e construção para identificar o movimento aparente do sol e outras características importantes, como ventos e precipitações predominantes.

Assim, é possível identificar a melhor posição para aproveitar a luz solar e minimizar a exposição a ventos e chuvas fortes. 

Análise da trajetória do sol e de sombras

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Observar as sombras que são projetadas no edifício ou espaço pode ser uma maneira útil de entender a posição do sol em relação a ele. O tamanho e a posição das sombras podem fornecer informações sobre a quantidade de luz e calor solar que o edifício ou espaço recebe em diferentes momentos do dia e do ano.

Cada região do país possui características locais, possuindo condições de insolação variadas de acordo com a latitude e altitude. 

Por exemplo, no sul do Brasil, onde o clima é frio, é importante que as edificações recebam o máximo de luz solar possível, especialmente no inverno. Já na região nordeste, onde o clima é mais quente e seco, é importante evitar a exposição direta ao sol durante as horas mais quentes do dia. 

O clima da região centro-oeste é considerado quente e úmido, então, deve-se maximizar a ventilação natural e evitar a exposição direta de sol durante as horas mais quentes.

Características do edifício

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A orientação solar ideal pode variar dependendo das características da edificação, como o uso do espaço, o tipo de janelas, o tipo de telhado, etc. Primeiro, o layout dos espaços deve ser planejado de acordo com o movimento do sol, para que a entrada de luz seja adequada e não tenha excesso ou deficiência de aquecimento a depender da região do projeto.

A fachada do edifício, por exemplo, deve ser projetada para  minimizar a incidência direta do sol nas horas mais quentes do dia, isso pode ser feito através do uso de elementos como beirais, brises, ou proteções solares. Além disso, é importante que essas fachadas permitam a entrada de luz natural suficiente para iluminar os espaços internos.

Outro fator interligado é a ventilação natural, por isso, é importante projetar aberturas em locais estratégicos, levando em consideração a direção dos ventos predominantes e a posição do sol. Desse modo, a entrada de ventilação cruzada nos espaços internos será mais eficaz, fornecendo conforto térmico aos usuários.

Como identificar a orientação solar?

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Existem várias maneiras de identificar a orientação solar de um espaço. Por exemplo, a utilização de bússola pode identificar a direção norte e, a partir daí, outras direções como sul, leste e oeste. Vale lembrar que o norte geográfico fica alguns graus à direita do norte magnético apresentado pelo objeto. 

“O ângulo entre o norte magnético e o geográfico reflete a declinação magnética do lugar e varia geralmente de 20 a 30 graus. Como o campo magnético varia com o tempo, atualmente em São Paulo a diferença entre os dois nortes é de 23 graus.” Eder Molina, da Universidade de São Paulo (USP) | Fonte: Revista FAPESP.

Outra maneira também é a utilização de softwares de simulação pois permite avaliar e otimizar a orientação solar de uma edificação ou espaço. Esses programas permitem a criação de modelos 3D do edifício e do seu entorno, proporcionando a análise de fatores como a trajetória do sol ao longo do dia e do ano, a distribuição da luz natural nos ambientes internos, o sombreamento das fachadas e o comportamento térmico do edifício.

Com essas simulações, é possível fazer ajustes no projeto para otimizar o desempenho térmico e a eficiência energética. Alguns exemplos de programas mais utilizados na arquitetura e construção são:

• EnergyPlus
• DesignBuilder
• Radiance

Se você é um profissional da área de arquitetura e construção, ou mesmo um estudante interessado em desenvolver projetos mais eficientes e sustentáveis, convidamos você a explorar as possibilidades oferecidas pelos softwares de simulação e outras tecnologias como o BIM (Building Information Modeling).

A união dessas ferramentas permite a criação de modelos virtuais precisos e detalhados, permitindo assim,  a análise de fatores que impactam no desempenho térmico e energético, como a orientação solar, a ventilação natural, o sombreamento e a distribuição da luz natural. Além do mais, esses programas e metodologias permitem projetos mais integrados, que valorizam não apenas a estética, mas também a funcionalidade e a sustentabilidade. 

Qual melhor orientação solar de um terreno?

Sabe-se que além do conforto térmico, uma edificação bem posicionada em relação ao sol pode reduzir significamente a necessidade de lâmpadas, gerando economia de energia. Para otimizar ainda mais a utilização da energia solar, é possível adotar elementos construtivos como grandes esquadrias, que permitem a entrada de luz natural, proporcionam melhor aquecimento e ventilação cruzada.

Mas em relação à melhor orientação solar de um terreno depende do uso e das necessidades do projeto, além da localização geográfica, topografia do terreno e outros fatores que podem causar sombreamento ou maior insolação, etc. 

Com isso, é fundamental fazer uma análise detalhada do terreno e das necessidades do projeto antes de definir a orientação solar ideal. No Brasil, a orientação norte recebe a maior parte da insolação diária, a leste recebe a insolação da manhã, já a orientação sul recebe a luz mais fraca, enquanto a oeste é onde tem uma maior ação do sol, principalmente no período da tarde.

Na região sul, a orientação ideal é voltada para o norte, de modo a maximizar a exposição ao sol durante o dia. Além disso, é importante considerar a incidência de ventos frios, que podem ser evitados por meio da análise das sombras projetadas pelas edificações. 

Na região nordeste, a orientação ideal é voltada para o leste de modo a minimizar a incidência direta do sol nas fachadas durante a tarde. É importante, aqui, considerar a análise da trajetória do sol e de sombras para evitar o aquecimento excessivo das edificações.

Considerando que a orientação norte é a face onde ocorre maior incidência solar, é preferível dispor os ambientes de área gourmet e piscinas. Com isso, os usuários podem desfrutar do sol. Em outros casos, nessa direção, pode também ser feita a instalação de placas solares para maior aproveitamento energético. 

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Os ambientes de pouca permanência devem ser colocados ao oeste pois recebe o sol da tarde. Entretanto, se a edificação for projetada na região sul do país, os ambientes de muita permanência, como os quartos, podem ser considerados serem dispostos nessa localidade em busca de maior aquecimento.

Inspiração para projetos inovadores e sustentáveis

Você já se perguntou como é possível projetar edificações mais eficientes e confortáveis termicamente? Ou como é possível reduzir o consumo de energia e impactos ambientais através do projeto arquitetônico e da escolha de materiais? 

Se essas são temáticas que te interessam, uma ótima forma de se aprofundar no assunto é através da leitura de livros especializados sobre conforto térmico e eficiência energética em edificações.

O livro "Manual de Conforto Térmico" dos autores A.B. Frota e S.R. Shiffer aborda conceitos e técnicas relacionados ao conforto térmico em edificações, expondo desde os princípios básicos até estratégias avançadas de projeto e dimensionamento de sistemas de climatização. Além disso, o livro inclui exemplos práticos, exercícios e estudos de caso para ajudar o leitor a aplicar os conceitos apresentados.

Assim, se você deseja se tornar um profissional mais completo e preparado para enfrentar os desafios da construção sustentável, convidamos você a explorar a vasta bibliografia disponível sobre orientação solar e a mergulhar no universo do conforto térmico e da eficiência energética em edificações. 

A orientação solar de uma edificação em um terreno é um fator tão crucial que se tornou um dos critérios para a Certificação LEED (Leadership in Energy and Environmental Design), um protocolo de avaliação internacional de projetos amplamente utilizado em todo o mundo. Essa certificação é um símbolo de inovação, gestão ambiental e responsabilidade social, criada pela United States Green Building Council para promover tecnologias e iniciativas de sustentabilidade na área da construção civil.

Leia também o artigo que preparamos para você: “Iluminação zenital: valorize o seu projeto com mais iluminação natural e menos consumo de energia”.  Essas leituras podem ser um caminho incrível para adquirir novos conhecimentos e se atualizar sobre as tendências do mercado, além de ser uma fonte inesgotável de inspiração para projetos inovadores e sustentáveis.

Até a próxima,

Equipe Vobi

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Referências:

FROTA, A. B.; SHIFFER, S.R.. Manual de Conforto Térmico. Studio Novel, 5ª ed.

https://www.vivadecora.com.br/

https://ricardotrevisan.com/

https://g1.globo.com/sao-paulo/

https://revistapesquisa.fapesp.br/

https://aressustentabilidade.com.br/

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