Influência da componente refletida da luz natural na iluminação circadiana

Abstract

Por muito tempo, as principais preocupações dos projetistas quanto a iluminação foi atender a um nível de iluminância no plano de trabalho, garantir eficiência energética do sistema e proporcionar conforto visual aos usuários. Tais parâmetros, apesar de importantes, não enquadram aspectos relacionados a saúde dos usuários do espaço. Isso mudou com a descoberta das Células Ganglionares da Retina intrinsecamente fotossensíveis (ipRGCs), uma das principais responsáveis por sincronizar o ciclo circadiano humano. Esse corresponde ao período de aproximadamente 24 horas de luz e escuridão que o organismo regula suas funções fisiológicas e comportamentais. Um estímulo no período correto pode ajudar a aumentar o estado de alerta e, consequentemente, a produtividade do usuário ao longo do dia. Dessa forma, um projeto arquitetônico deve levar em conta não apenas os aspectos visuais da luz, mas também os não visuais, responsáveis por essa sincronização do relógio biológico. Esse trabalho busca estimar o impacto de materiais com diferentes propriedades reflexivas na iluminação circadiana do ambiente. Para isso o estudo foi dividido em 3 etapas: a primeira, consistiu na validação do uso de um modelo em escala para representar um ambiente real para medições de iluminância melanópica, denominada de estudo piloto. Nela, realizaram-se as medições com um espectrofotômetro adotando-se as mesmas refletâncias para ambos, onde comprovou-se que o modelo em escala é representativo do ambiente real, com correlações superiores a 0,9. Na segunda etapa foram trocados os revestimentos das paredes do modelo em escala por outros com refletância diferentes, cada um com refletância visível e não visível semelhantes, totalizando 8 amostras. Por último, foram realizadas medições com materiais com a mesma refletância, mas texturas diferentes. Os resultados confirmam a relevância da componente refletida para a iluminação circadiana, principalmente para as paredes laterais e de fundos do modelo. Constatou-se que, das 8 cores testadas, 4 proporcionam o estado de alerta, enquanto 4 não. Por fim, percebe-se que a alteração de refletância teve um impacto mais significativo no ambiente que a troca de textura do revestimento, já que a troca de geometria não alterou a razão melanópica dos materiais.

Abstract: For a long time, designers' main concerns regarding lighting were to meet a certain level of illuminance at the workspace, ensure energy efficiency of the system, and provide visual comfort to users. While these parameters are important, they do not encompass aspects related to the users' health within the space. This changed with the discovery of Intrinsically Photosensitive Retinal Ganglion Cells (ipRGCs), one of the main responsible for synchronizing the human circadian cycle. This corresponds to the approximately 24-hour period of light and darkness during which the body regulates its physiological and behavioral functions. Stimulus at the correct time can help increase alertness and, consequently, user productivity throughout the day. Thus, an architectural design should take into account not only the visual aspects of light but also the non-visual aspects responsible for this synchronization of the biological clock. This work aims to estimate the impact of materials with different reflective properties on the circadian lighting of the environment. For this, the study was divided into 3 stages: the first consisted of validating the use of a scaled model to represent a real environment for melanopic illuminance measurements, called a pilot study. In it, measurements were taken with a spectrophotometer adopting the same reflectances for both, where it was proven that the scaled model is representative of the real environment, with correlations exceeding 0.9. In the second stage, the wall coverings of the scaled model were replaced by others with different reflectance, each with similar visible and non-visible reflectance, totaling 8 samples. Finally, measurements were taken with materials with the same reflectance but different geometries. The results confirm the relevance of the reflected component for circadian lighting, especially for the lateral and back walls of the model. It was found that, out of the 8 colors tested, 4 provide alertness while 4 do not. Finally, it is noted that the change in reflectance had a more significant impact on the environment than the change in geometry of the covering, since the change in geometry did not alter the melanopic ratio of the materials.