Experimental thermal and luminous performance evaluation of a responsive brise-soleil

Authors

DOI:

https://doi.org/10.46421/entac.v20i1.5718

Keywords:

Dynamic façade, Shading device, Brise-soleil, Responsive architecture, Building performance

Abstract

Sudden weather changes are becoming increasingly common as noticed in the recent heat waves in the country. Traditional static façades may not accommodate extended weather fluctuations that diverge from historical weather data accounted for at design stage. Responsive shading elements represent a viable solution for ensuring indoor comfort. This paper describes an experiment developed at full scale to evaluate the performance of a responsive brise-soleil. The responsive device functionality considers the Useful Daylight Illuminance and the Adaptive Comfort Model (ANSI/ASHRAE 55) as performance parameters. Performance evaluations comprise two scenarios, with the window either statically or responsively shaded. As preliminary results, we observed a reduction of cold discomfort with a prevention of overheating. This performance indicates a decrease in the demand for air conditioning. The luminous performance was superior, reducing the periods with excess illuminance. Considering the scarcity of Brazilian academic production in this field, the responsive strategies detailed in this paper may support further research.

Author Biographies

Gabriel Moraes de Bem, Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de Santa Catarina

Ph.D. in Civil Engineering from the Federal University of Technology – Paraná. D III professor at Federal Institute of Education, Science, and Technology - Santa Catarina (Canoinhas - SC, Brazil).

Eduardo Leite Krüger, Universidade Tecnológica Federal do Paraná

Ph.D. in Architecture from Gottfried Wilhelm Leibniz Universität Hannover. Full Professor at Federal University of Technology - Paraná (Curitiba - PR, Brazil).

Alexandre Augusto Alberto Moreira de Abreu, Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de Santa Catarina

Mestrado em Ciência da Computação pela Universidade Federal de Lavras. Doutorando em Pesquisa Operacional no Instituto Tecnológico de Aeronáutica e Universidade Federal de São Paulo. Professor D III no Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de Santa Catarina (Canoinhas - SC, Brasil).

References

CAMARASA, C. The energy efficiency policy package: key catalyst for building decarbonisation and climate action. ArchDaily. The Energy Efficiency Policy Package: Key Catalyst for Building Decarbonisation and Climate Action. 2023. Disponível em: https://www.archdaily.com/. Acesso em: 10 abril 2024.

MEAGHER, M. Designing for change: The poetic potential of responsive architecture. Frontiers of Architectural Research, v. 4, n. 2, p. 159-165, mar. 2015. DOI: https://doi.org/10.1016/j.foar.2015.03.002

SILVA, J. S. d. A eficiência do brise-soleil em edifícios públicos de escritórios: estudo de casos no plano piloto de Brasília. 2007. 161 f. Dissertação (Mestrado em Arquitetura e Urbanismo) - Universidade de Brasília, Brasília, 2007.

SILVA, V. d. S. C. e. A influência dos protetores solares no comportamento da luz natural em edifícios de escritórios. 2011. 137 f. Dissertação (Mestrado em Arquitetura e Urbanismo) - Universidadade de Brasília, Brasília, 2011.

LIMA, K. M. d. Desempenho térmico e luminoso de brises externos em escritórios em Maceió - AL. 2012. 165 f. Dissertação (Mestrado em Arquitetura e Urbanismo) - Universidade Federal de Alagoas, Maceió, 2012.

MEDEIROS, R. d. C. B. Avaliação do desempenho luminoso de protetores solares verticais na iluminação natural em ambiente de internação hospitalar. 2015. 136 f. Dissertação (Mestrado em Arquitetura e Urbanismo) - Universidade Federal de Alagoas, Maceió, 2015.

FASSINA, S. P. Qualificação dos dispositivos de fachada quanto à disponibilidade de luz natural: o caso do Instituto Federal do Espírito Santo Campus Colatina. 2017. 207 f. Dissertação (Mestrado em Arquitetura e Urbanismo) - Universidade Federal do Espírito Santo, Espírito Santo, 2017.

GONÇALVES, J. C. S.; DOLCE, M.; MULFARTH, R. C. K.; LIMA, E. G.; FERREIRA, A. Revealing the thermal environmental quality of the high-density residential tall building from the Brazilian bioclimatic modernism: The case-study of Copan building. Energy & Buildings, v. 175, p. 17-29, jul. 2018. DOI: https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2018.06.054

MARAGNO, G. V. Eficiência e forma do brise-soleil na arquitetura de Campo Grande - MS. 2000. 219 f. Dissertação (Mestrado em Arquitetura) - Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Porto Alegre, 2000.

WEBER, C. P. O uso do brise-soleil na arquiteura da região central do Rio Grande do Sul. 2005. 209 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil) - Universidade Federal de Santa Maria, Santa Maria, 2005.

VETTORAZZI, E.; REBELO, F.; FIGUEIREDO, A.; VICENTE, R.; LANGNER, M.; FEIERTAG, G. Expressions of Arab Influence on the Brazilian architecture: The case of solar control elements. Buildings, v. 14, n. 194, 2024. DOI: https://doi.org/10.3390/buildings14010194

SEDREZ, M.; MENEGHEL, R.; CELANI, G. Celani. Digital fabrication of a brise-soleil using fractal geometry as generative system. In: 32nd INTERNATIONAL CONFERENCE ON EDUCATION AND RESEARCH IN COMPUTER AIDED ARCHITECTURAL DESIGN IN EUROPE, 32., 2014, Newcastle. Proceedings […] Newcastle: Northumbria University, 2014. p. 315-325.

GARCIA, M. d. S.; VILELA, J. A.; MAIRINK, A. J.; VELOSO, A. C. d. O.; SOUZA, R. V. G. d. Simulação paramétrica de brise-soleil para redução de consumo energético em edificação comercial. Revista Tecnologia e Sociedade, v. 16, n. 40, abr. 2020. DOI: https:// doi.org/10.3895/rts.v16n40.9783

FRANCO, I. M. Desempenho de um brise-soleil automático tipo prateleira de luz em função da luminosidade e temperatura. 2003. 207 f. Tese (Doutorado em Arquitetura e Urbanismo) - Universidade de São Paulo, São Paulo, 2003.

ALVARENGA, R. B. Estudo e desenvolvimento de brise-soleil automatizado em clima tropical: Aplicação em caso no Rio de Janeiro. 2004. 215 f. Dissertação (Mestrado em Arquitetura e Urbanismo) - Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2004.

DE BEM, G.; KRÜGER, E.; LA ROCHE, P.; DE ABREU, A. A. A. M.; LUU, L. Development of ReShadS, a climate-responsive shading system: Conception, design, fabrication, and small-scale testing. Journal of Building Engineering, v. 89, abr. 2024. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jobe.2024.109423

FELLOWS, R.; LIU, A. Research Methods for Construction. 3. ed. Oxford: John Wiley & Sons, 2009.

CENTER FOR THE BUILT ENVIRONMENT. CBE Clima Tool: A free and open-source web application for climate analysis tailored to sustainable building design. Berkeley, 2022.

AMERICAN SOCIETY OF HEATING, REFRIGERATING, AND AIR CONDITIONING ENGINEERS. ANSI/ASHRAE 55: Thermal environmental conditions for human occupancy, Atlanta, 2020.

NABIL, A.; MARDALJEVIC, J. Useful daylight illuminance: a new paradigm for assessing daylight in buildings. Lighting Research & Technology, v. 37, n. 1, p. 41-59, Jul. 2005. DOI: https://doi.org/10.1191/1365782805li128oa

DUFFIE, J. A.; BECKMAN, W. A.; BLAIR, N. Solar engineering of thermal processes, photovoltaics and wind. 5 ed. New Jersey: John Wiley & Sons, 2020.

INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATION. ISO 7726: Thermal environments - Instruments and methods for measuring physical quantities. Genebra, 1985.

CRAWLEY, D.; LAWRIE, L. Climate.One.Building.Org. 2023. Disponível em: https://climate.onebuilding.org/. Acesso em: 05 julho 2023.

Published

2024-10-07

How to Cite

BEM, Gabriel Moraes de; KRÜGER, Eduardo Leite; ABREU, Alexandre Augusto Alberto Moreira de. Experimental thermal and luminous performance evaluation of a responsive brise-soleil. In: NATIONAL MEETING OF BUILT ENVIRONMENT TECHNOLOGY, 20., 2024. Anais [...]. Porto Alegre: ANTAC, 2024. p. 1–12. DOI: 10.46421/entac.v20i1.5718. Disponível em: https://eventos.antac.org.br/index.php/entac/article/view/5718. Acesso em: 22 nov. 2024.

Issue

Section

Conforto Ambiental e Eficiência Energética

Most read articles by the same author(s)

Similar Articles

<< < 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 > >> 

You may also start an advanced similarity search for this article.