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Iluminação Arquitetônica: gerenciando os efeitos da luz

Técnicas e dicas para elaborar um projeto de iluminação arquitetônica impactante e ter controle sobre as luzes com um software de modelagem 3D

A luz tem uma profunda influência na percepção, experiência e funcionalidade dos espaços arquitetônicos. Lembramos bem que foi o próprio Le Corbusier, mestre da arquitetura racionalista, que definiu a arquitetura como “o jogo magistral, correto e magnífico de massas reunidas na luz.” E ainda acrescentava: “Nossos olhos são feitos para ver formas na luz; a luz e a sombra revelam essas formas; cubos, cones, esferas, cilindros ou pirâmides são as grandes formas primárias que a luz revela em vantagem; a imagem delas é distinta e tangível dentro de nós sem ambiguidade. É por isso que essas são formas bonitas, as formas mais bonitas. Todos concordam com isso, a criança, o selvagem e o metafísico.

Esse enfoque mostra como Le Corbusier também considerava a luz como um recurso grandioso para realçar a beleza das formas arquitetônicas puras.

Neste artigo, veremos como valorizar seus projetos fazendo uso sábio da luz artificial e controlando o resultado das escolhas de projeto através de um software de projeto arquitetônico BIM.

iluminação arquitetônica

Projeto de iluminação arquitetônica | Renderização feita com Edificius

Iluminação de fachadas de edifícios

Como mencionado anteriormente, a luz tem o poder de enfatizar a arquitetura. Portanto, é fundamental que a iluminação arquitetônica seja precedida por um projeto real e que tome forma após avaliações, análises detalhadas do contexto e do resultado desejado.

Não basta, de fato, usar um grande holofote na fachada para obter o melhor resultado, mas é necessário primeiro entender quais elementos queremos valorizar, onde é possível posicionar as luzes, que tipo usar (rasante, frontal, quente, frio, etc.) para alcançar o efeito imaginado. Essas escolhas determinarão efeitos e resultados muito diferentes e é necessário estudá-los e prevê-los já na fase de projeto. Por exemplo, se a fachada é caracterizada por uma textura material ou irregular (revestimentos em pedra, tijolos, etc.), a luz rasante pode enfatizar a trama e criar um resultado muito agradável, tridimensional e de efeito. Ou, se optarmos por usar luzes frontais para iluminar o edifício de forma uniforme, é necessário verificar diretamente no local onde é possível posicioná-las e a que distância, com base nas restrições e nas características do local. De fato, nem sempre é possível posicionar as luzes onde imaginamos, talvez devido à presença de estradas, edifícios e outros obstáculos físicos.

Para abordar um projeto de design de iluminação, em primeiro lugar é necessário identificar o ponto de vista principal em direção ao edifício ou à área a ser iluminada. É uma boa prática evitar que essa direção coincida com a da iluminação se quisermos evitar um efeito plano: a direção da luz, de fato, pode enfatizar ou achatar os detalhes e até ser irritante para os usuários (fenômenos de ofuscamento que podem ser evitados aumentando a altura de instalação, direcionando a intensidade máxima dos projetores a ângulos abaixo de 70° em relação à vertical para baixo e aumentando a iluminação ambiente de fundo).
Para determinar a quantidade de luz para a iluminação de espaços externos, há uma combinação de fatores a serem considerados, tais como:

  • luminância;
  • refletância;
  • iluminância.

No âmbito da iluminação arquitetônica, o brilho do contexto circundante e a tipologia da área, conhecida como brilho ambiental, desempenham um papel fundamental. Para evitar super iluminações e dispersão da luz, é essencial seguir normas específicas, que incluem níveis de brilho recomendados com base na iluminância média e máxima para diferentes áreas, que vão desde áreas naturais fora das cidades até centros urbanos mais densamente iluminados. A relação entre brilho médio e máximo determina o contraste do sujeito, conhecido como contraste de brilho. Por exemplo, se uma pequena parte da fachada de um edifício é iluminada com um brilho de 1 cd/m², os detalhes serão apenas perceptíveis; aumentando o brilho para 5 cd/m², o efeito se torna mais evidente. Essa relação também leva em consideração a quantidade de luz refletida pelas superfícies. Por exemplo, se uma fachada é feita de tijolos vermelhos com um índice de reflexão de 0,3 e outra parte é branca com um índice de 0,9, e recebem a mesma quantidade de iluminação, haverá uma relação de contraste de 1:3. Para facilitar o planejamento, existem valores de iluminância recomendados para os materiais mais comuns, que podem ser usados como guia durante a fase de projeto preliminar, usando uma fonte de luz branca.

Projeto de iluminação arquitetônica | Renderização feita com Edificius -iluminação arquitetônica

Projeto de iluminação arquitetônica | Renderização feita com Edificius

É importante, já na fase de projeto, realizar simulações realistas que reproduzam o efeito da iluminação arquitetônica. Com um software de modelagem 3D BIM, você pode obter esses resultados de forma simples. Modele o edifício em 3D, adicione texturas e materiais, insira os pontos de luz, gere renders e visualizações realistas do projeto ou navegue no modelo em tempo real para verificar a validade de suas escolhas. Faça alterações no modelo e verifique o resultado para que esteja cada vez mais próximo da ideia do projeto.

Você pode inserir os corpos de iluminação e escolhê-los em um catálogo rico com muitos modelos das marcas mais conhecidas e icônicas. Aos corpos de iluminação, aplique o ponto de luz, escolhendo o tipo:

  • spot light;
  • point light;
  • area light;

a cor da luz, os lumens, a temperatura (Kelvin) e a tipologia:

  • incandescente;
  • halógena;
  • LED;
  • fluorescente;
  • e outros.

As imagens encontradas neste artigo são todas criadas com um software de modelagem 3D BIM e mostram o tipo de efeito que você pode obter com um esforço mínimo. Abaixo, também sugiro um vídeo que indica como proceder com a inserção dos pontos de luz em seu modelo 3D.

As avaliações sobre a fonte luminosa devem incluir:

  • posição;
  • ângulo de abertura;
  • potência;
  • temperatura (luz quente, fria ou até colorida RGBW);
  • distância do objeto;
  • inclinação (ângulo de incidência);
  • qualidade do dispositivo (adequado para exterior, impermeável, para tráfego, etc.);
  • dimerização e controle de luminosidade.
temperatura luz -iluminação arquitetônica

Temperatura luz LED

As técnicas de iluminação das fachadas dos edifícios podem ser variadas e dependem do efeito desejado, do design arquitetônico e do ambiente circundante. Abaixo estão detalhadas algumas das técnicas mais comuns.

Iluminação de projeção

Quando se deseja iluminar as fachadas dos edifícios a partir de uma certa distância, é importante considerar como posicionar os aparelhos luminosos de forma estratégica. Se iluminados diretamente do ponto de vista principal, os edifícios correm o risco de parecer planos e sem profundidade. Portanto, é aconselhável posicionar os aparelhos com uma inclinação lateral em relação ao ponto de vista principal, a fim de criar sombras nítidas que conferem profundidade à fachada.

É fundamental iluminar uniformemente todo o edifício para destacá-lo em relação ao contexto circundante. Todos os elementos, como o telhado, as chaminés, as paredes, as árvores, devem ser envolvidos na iluminação. Muitas vezes, é necessário integrar os projetores principais para evitar efeitos de iluminação irregular que podem fazer os edifícios parecerem suspensos no vazio. Os aparelhos podem ser escondidos atrás de estruturas existentes, embutidos no solo ou instalados de forma discreta.

As fachadas com elementos verticais, típicas da arquitetura gótica e clássica, podem ser enfatizadas posicionando os aparelhos nos lados da fachada e utilizando projetores de feixe médio. No entanto, é importante considerar que a iluminação oblíqua pode gerar contrastes muito nítidos, portanto, é aconselhável integrar uma luz de preenchimento na direção oposta para suavizar o efeito geral.

Projeto de iluminação arquitetônica | Renderização feita com Edificius -iluminação arquitetônica

Projeto de iluminação arquitetônica | Renderização feita com Edificius

Iluminação rasante

Experimente este teste por si mesmo: à noite, ao ar livre, aponte diretamente uma lanterna para uma parede de tijolos – você verá a cor e as formas dos tijolos. Agora, posicione a lanterna perto da superfície do edifício e direcione a luz de forma rasante (de baixo para cima ou de cima para baixo, posicionando a fonte de luz quase paralelamente à superfície da parede) – você também notará a textura. Essa técnica, conhecida como “grazing” (pastagem), é eficaz em mostrar não apenas a textura das paredes, mas também em enfatizar as formas e adicionar profundidade. Também simplifica a iluminação dos detalhes arquitetônicos. Uma vantagem para edifícios habitados ou utilizados também à noite, como escritórios, hotéis ou casas, é que essa técnica permite que pouca luz penetre no edifício, evitando assim desconforto ou incômodo para seus ocupantes.

Uma abordagem mais convencional do “wall washing” envolve uma iluminação uniforme em toda a fachada. Instalando dispositivos em intervalos regulares – ou em uma fileira contínua no caso de perfis lineares – as paredes são suavemente “lavadas” com luz uniforme. Essa iluminação suave, sem ofuscamento, desperta interesse visual e, em muitos casos, fornece uma luz geral na área devido à reflexão.

A distância entre os dispositivos, especialmente em perfis lineares, e a escolha do feixe de luz adequado desempenham um papel fundamental na determinação se uma parede está adequadamente iluminada ou não. Linhas separadas podem ser desejadas para comunicar e marcar um ritmo na fachada.

O “wall washing” geralmente requer um grande número de dispositivos de baixa potência em comparação com os usados para projeção à distância. Onde possível, os dispositivos devem ser embutidos ou ocultos à vista.

Iluminação de orientação

Para indicar caminhos para pedestres (mas também para veículos), é possível usar dispositivos luminosos embutidos no chão. Esses dispositivos luminosos podem guiar as pessoas ao longo de um caminho específico, atraindo a atenção e indicando a direção a seguir. É aconselhável usar lâmpadas de baixa potência para esse fim, de modo a destacar discretamente entradas, caminhos, cruzamentos, degraus e assentos, evitando ao mesmo tempo a poluição luminosa. Durante a noite, eles fornecem uma orientação visual clara, enquanto durante o dia continuam sendo um ponto de referência visual.

Os dispositivos luminosos embutidos na parede representam uma alternativa eficaz em relação aos instalados no solo, especialmente em áreas com desníveis. É necessário fornecer uma estrutura de alojamento para os dispositivos e fornecer alimentação elétrica. A forma dos dispositivos pode ser escolhida de acordo com o contexto, seja circular, quadrada ou retangular. Os dispositivos embutidos na parede geralmente estão menos expostos a vandalismo em comparação com os bollard frequentemente usados para iluminar os caminhos.

Existem diferentes tipos de dispositivos embutidos ou fixados na parede, que podem ser equipados com várias combinações de luzes coloridas e grelhas direcionais para criar efeitos luminosos diversificados. Também é importante considerar as janelas direcionais para direcionar o feixe de luz horizontalmente. A seleção dos dispositivos deve levar em consideração seu impacto estético no ambiente circundante.

É fundamental obter um efeito luminoso final brilhante, acolhedor e uniforme, especialmente em áreas de passagem. A cor da luz deve ser natural e não deve causar ofuscamento aos transeuntes. É importante prestar atenção à temperatura superficial dos dispositivos, especialmente considerando a possibilidade de as crianças tocá-los. Portanto, é aconselhável usar dispositivos de baixa temperatura para evitar esse risco.

Efeitos luminosos

O tom da iluminação arquitetônica, que pode ser acolhedor ou formal, íntimo, relaxante ou festivo, depende em grande parte da resposta emocional que o efeito luminoso utilizado desperta. O designer dispõe, portanto, de uma ferramenta poderosa, a luz, para redefinir a aparência da arquitetura ou da paisagem natural.

No contexto externo, a iluminação não deve simplesmente replicar a aparência diurna do edifício ou do objeto, pois a direção da luz diurna geralmente é oposta à noturna. As instalações mais eficazes exploram essas diferenças em vez de tentar emulá-las.

Um exemplo de iluminação projetada para criar um efeito é a iluminação de colunas. Uma fileira de colunas pode ser iluminada frontalmente, lateralmente ou posteriormente, criando um efeito de silhueta. É preferível usar a luz para destacar as formas em vez de aplainar o conjunto.

O designer deve considerar o impacto visual e o ponto de vista privilegiado. É possível usar uma série de técnicas de iluminação, incluindo jogos de luz, sombras e cores; variações na posição de montagem ou na altura; alterações no design e no tipo de dispositivo; e ajustes na iluminação localizada. Uma inspeção no local é frequentemente essencial para estabelecer o ponto de vista principal, avaliar as texturas das superfícies e garantir que a iluminação seja harmoniosa com o ambiente circundante. O ofuscamento ou a dispersão da luz que podem resultar em desconforto ou perigo devem ser evitados.

Para obter luz colorida, uma solução comum é o uso de lâmpadas coloridas. É possível usar sistemas dinâmicos para mudar a cor, como os LEDs RGB controlados por dispositivos eletrônicos DMX, que permitem uma variedade de opções de cores programáveis e ajustáveis.

Render fotorealístico para arquitetura (2)- iluminação arquitetônica

Luz na arquitetura

A iluminação arquitetônica cria uma harmonia luminosa entre o objeto iluminado e o contexto, valorizando os detalhes arquitetônicos, a forma e a beleza.

Existem dois aspectos a serem considerados ao iluminar um edifício: o fator funcional e o emocional. O fator funcional refere-se aos aspectos técnicos: o posicionamento dos dispositivos luminosos, a quantidade de luz emitida, as características da superfície a ser iluminada, o tipo de lâmpadas, a reprodução cromática. O fator emocional, por outro lado, fala sobre jogos de cor, o tamanho do feixe de luz, o contraste criado pelos elementos arquitetônicos, a temperatura da cor.

Além da iluminação funcional e arquitetônica, existe um terceiro tipo que tem um propósito promocional. Com a luz, é possível alcançar diferentes resultados, como:

  • valorizar a arquitetura;
  • dar destaque ao edifício;
  • criar atmosferas sugestivas e empatia com o observador;
  • melhorar a utilização dos espaços na ausência de luz natural;
  • aumentar a percepção da segurança durante as horas noturnas;
  • destacar uma marca comercial.

As diferentes técnicas de iluminação permitem obter resultados diversos. Aqui estão algumas das variáveis em jogo e alguns segredos para gerenciá-las.

Superfícies

A quantidade de luz que direcionamos para o monumento ou edifício é menos relevante do que a quantidade que é refletida. A percepção visual depende do tipo de textura e da capacidade de reflexão da superfície.

Por exemplo, superfícies mais escuras e ásperas requerem mais iluminação do que as mais claras e lisas. O mesmo vale para a cor, pois um aspecto crucial é o índice de absorção de cor. Fontes luminosas monocromáticas ou baseadas em uma gama limitada de cores mostrarão apenas algumas nuances da estrutura. Por exemplo, usar uma lâmpada de sódio de baixa pressão (de cor amarela monocromática) em uma superfície vermelha seria ineficaz, pois não emite comprimentos de onda vermelhos, tornando o efeito visual quase imperceptível. No entanto, se iluminarmos uma superfície com uma cor dominante, como árvores com folhagem verde, com uma luz correspondente, obteremos uma saturação de cor, realçando a tonalidade natural do objeto. Para uma reprodução fiel da cor, são necessárias fontes luminosas “brancas” que cubram todo o espectro cromático. Além da reflexão, é importante considerar o grau de especularidade da superfície do edifício. Superfícies opacas refletem uniformemente a luz em todas as direções, garantindo um bom brilho quando iluminadas de baixo. No entanto, superfícies reflexivas como mármore e aço inoxidável podem causar problemas quando os refletores instalados no chão projetam os raios de luz para cima, longe do observador.

Fontes luminosas

As lâmpadas mais comuns na iluminação arquitetônica são as de descarga de alta intensidade (HID) como os halogenetos metálicos e o sódio de alta pressão. No entanto, essas lâmpadas não são adequadas para atenuação e, no caso do sódio, não permitem uma distinção precisa das cores. As pequenas lâmpadas halógenas de tungstênio, com sua excelente reprodução cromática e luz brilhante, continuam sendo utilizadas, mas devido à sua baixa eficiência e curta vida útil, muitas vezes são substituídas por LEDs. As lâmpadas fluorescentes lineares oferecem um alto fluxo luminoso e uma ampla gama de temperaturas de cor, mas devido ao seu tamanho e à dispersão da luz, não são ideais para projeção direta; são mais adequadas para o wall washing e como guias luminosas. Atualmente, os LEDs são as lâmpadas mais utilizadas, graças ao seu desempenho em constante evolução e custos reduzidos. Suas características únicas, como acendimento imediato, alta eficiência, tamanho reduzido, longa vida útil, desempenho confiável em baixas temperaturas, boa reprodução cromática e gerenciamento de cor/atenuação, os tornam ideais para a maioria das aplicações. Além disso, o fluxo luminoso dos LEDs é direcionado, o que permite ao design, às técnicas e aos materiais ópticos controlar a distribuição da luz e maximizar o desempenho.

Reprodução cromática

No âmbito da luz “branca”, aquela emitida por fontes fluorescentes, halógenas, halogenetos metálicos e LEDs, observa-se uma variação na temperatura da cor, que influenciará a aparência geral, tornando-a mais quente ou mais fria, dependendo da temperatura. Um método simples e confiável é usar fontes de luz de cor quente com materiais de cores quentes e luz fria com materiais de cores frias. Por exemplo, pode-se optar por iluminar um tijolo vermelho com lâmpadas de sódio de alta pressão (que emitem um tom amarelo com um espectro limitado) com uma temperatura de cor de cerca de 2000K para obter um efeito geralmente quente, enquanto poderia ser inadequado com lâmpadas de halogenetos metálicos com temperatura de cor acima de 5000K. Além disso, existe uma escala de avaliação da reprodução cromática, expressa como “CRI” ou “Ra” (de 0 a 100): um valor mais alto indica uma reprodução cromática mais precisa. Lâmpadas com um alto valor de CRI, acima de 80, garantirão uma boa reprodução cromática, tornando a cena mais natural, enquanto lâmpadas com baixa reprodução cromática alterarão algumas cores, resultando em uma aparência geralmente não natural.

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