ZEMCH 2019 International Conference Proceedings April.2020 | Page 35

1. Introduction 
Currently, there are several processes that can be assumed for architectural design, ranging from 
reference  schemes  to  design  procedures  through  parametric  computational  programs.  However,  a 
point cannot be overlooked by architects, such as the buildingʹs necessary relationship with the local 
climate [1].  
With the use of mechanical ventilation and air conditioning equipment that modulates weather 
conditions inside a building, more and more architects erroneously rely on these machines to ensure 
the thermal comfort of their buildings. Thus, there is a reproduction of projects in the mold of what is 
abroad: glazed works with a wide view of the landscape. However, not only would an air conditioning 
system  be  sufficient  to  guarantee  this  comfort:  other  issues  may  affect  users,  such  as  direct  solar 
radiation, lighting, noise, air quality, among other factors. These questions justify the current concerns 
regarding this type of building style, being not only about the health and comfort of the people but also 
related to the environmental issues and excessive electricity expenses of this type of building.  
According  to  NBR  15220‐3:  2005  [2]  (technical  standard  created  by  the  Brazilian  Association  of 
Technical  Standards),  the  city  of  Rio  de  Janeiro  is  in  the  Bioclimatic  Zone  8  and  has,  among  its 
guidelines,  the  recommendation  of  large  openings  for  ventilation  and  shading  to  prevent  glare  and 
overheating.  Some  mitigation  can  still  be  achieved  through  adequate  means  of  temperature  control 
systems and artificial lighting. According to the National Electricity Conservation Program (PROCEL), 
about 23% of national electricity production is used in commercial and public buildings. According to 
Geller  [3],  44%  of  the  electricity  used  in  commercial  buildings  in  São  Paulo  comes  from  the  use  of 
artificial lighting and 20% comes from the use of air conditioners, which is why it can be demonstrated 
the responsibility of professionals to reduce the final electric consumption. 
Therefore, the present research seeks in part to find solutions to these questions and deals with the 
problems  related  to  natural  lighting  due  to  the  characteristics  of  the  building  façade  orientation, 
fenestrations,  and  indoor  conditions.  Concerning  energy  savings,  other  important  points  are  the 
characteristics of the luminaires and lamps and their locations, as an artificial light control system, when 
there is a reduction of natural lighting throughout the day in the room.  
2. Materials and Methods   
This work evaluates the natural lighting conditions in a classroom of the Federal University of Rio 
de Janeiro, using NatLite and RadLite [4] software. This analysis is performed under three steps: (i) 
Indoor and outdoor luminance calculations to obtain the Daylight Factor values at selected points in 
the room, already predetermined by a mesh; (ii) Evaluate indoor glare conditions; and (iii) Proposal 
and  performance  analysis  for  employing  light‐shelves  on  the  building  façades  to  improve  indoor 
lighting conditions. 
2.1. Evaluation of the quality of natural daylight indoors 
With the concern of taking advantage of natural light indoors and the need to evaluate the lighting 
conditions, a merit figure is the Daylight Factor (DF). This relates the indoor illuminance (Ei) with that 
one incident on exterior building façade (Eo), see Equation 1: 
DF = (Ei / Eo) . 100 (%)
Were:
���
DF < 1% = Insufficient | 1% < DF < 2% = Neutral | 2% < DF < 4% = Good | DF ≥ 4% = Great 
The daylight factor is an indicator widely used in the 1970s by many researchers [5] for natural lighting 
purposes  under  conditions  of  uniform  overcast  CIE  sky,  by  CIE  (CIE (International  Commission  on 
Illumination). A predefined mash of grid points for the classroom is considered, under each column as 
the basis for analysis. The computer program applied for such analysis is the RadLite [4], which brings 
the possibility to obtain the exterior façade and indoor values of illuminance. This software was used 
Evaluation of Energy Efficiency and Natural Lighting: Case Study of the Classroom Environment
of the School of Architecture and Urbanism of the Federal University of Rio De Janeiro - FAU-UFRJ              24