ILUMINACIÓN NATURAL SETIEMBRE 2011

Transcripción

1 ILUMINACIÓN NATURAL SETIEMBRE 2011

2 (...) La arquitectura es el juego sabio, correcto, magnífico de los volúmenes bajo la luz. (...) Le Corbusier Capilla de Ronchamp (1955)

3 ( ) El Sol es la gran fuente de iluminación de nuestra vida. Debería utilizarse como tal en el diseño de cada casa. ( ) F.L. Wright Museo Guggenheim, Nueva York (1959)

4 ( ) La luz natural es la única luz que hace que la arquitectura sea arquitectura ( ) Louis I. Kahn Museo de Arte de Kimbell (1972)

5 OBJETIVOS DE LA ILUMINACION NATURAL Proporcionar el nivel de iluminación necesario para el desarrollo de la tarea. Minimizar deslumbramientos y reflejos. Evitar contrastes en el entorno de la tarea visual. Difundir la luz mediante múltiples reflexiones en los cerramientos interiores. Uso del potencial estético y psicológico de la luz natural.

6 CONSIDERACIONES PREVIAS A lo largo de la historia los cambios en sistemas estructurales respondían, en parte, al interés por aumentar el ingreso de luz natural a los espacios. En el siglo XIX el desarrollo de la tecnología constructiva en hierro y la disponibilidad del vidrio permitieron edificios con grandes fachadas vidriadas. Con el desarrollo de las lámparas de descarga, nada se investigó sobre la iluminación natural entre los años 50 y 60. Al comienzo de los 70 por razones energéticas, se redescubrió la iluminación natural para la iluminación en edificios.

7 CONSIDERACIONES PREVIAS Elementos estructurales: Románico / Gotico Iglesia de San Martín, Palencia (S. XII) Iglesia de Notre Dame, Paris (S. XII)

8 CONSIDERACIONES PREVIAS Elementos estructurales: Románico / Gotico Iglesia de San Martín, Palencia (S. XII) Iglesia de Notre Dame, Paris (S. XII)

9 CONSIDERACIONES PREVIAS Elementos estructurales: Románico / Gotico Iglesia de San Juan de los Caballeros, Segovia (S. XII) Catedral de Aachen, Alemania (S. XV)

10 CONSIDERACIONES PREVIAS Los espacios y la luz natural en el S. XVII El Astrónomo - Vermeer (S. XVII) La Lechera - Vermeer (S. XVII)

11 CONSIDERACIONES PREVIAS Los espacios y la luz natural en los S. XIX y XX Palacio de Cristal, Londres J. Paxton (1854) Proyecto para Friedrichstrasse, Berlín Mies van der Rhoe (1921)

12 CONSIDERACIONES PREVIAS Actualmente, con los problemas de escasez de combustible, polución ambiental y necesidades de ahorro energético, se ha visto la necesidad de retomar y ahondar en la iluminación natural. El hombre promedio realiza el 80% de su trabajo en horas de luz natural. Un correcto proyecto de iluminación natural exige el diseño y dimensionado de vanos para la distribución adecuada de luz natural.

13 VENTAJAS DE LA ILUMINACION NATURAL La calidad de la luz solar tiene la particularidad de ser dinámica ya que está continuamente cambiando a lo largo del día y de los meses del año. La visión humana esta desarrollada para la luz natural y para estos cambios. Una iluminación natural bien diseñada cumple con las necesidades de altos niveles (500 lux) en un local. Es posible aprovechar entre un 60-90% del total de las horas de luz natural, lo que nos brinda un gran potencial de ahorro en energía eléctrica en edificios de uso diurno. (Ej. escuelas, oficinas, industrias).

14 TRAYECTORIA DE LA TIERRA Movimientos de traslación y rotación Equinoccio de otoño Solsticio de invierno Solsticio de verano Equinoccio de primavera

15 RECORRIDOS APARENTES DEL SOL

16 RECORRIDOS APARENTES DEL SOL Proyección estereográfica de los recorridos aparentes

19 RECORRIDOS APARENTES DEL SOL Baraka R. Fricke (1992)

20 RECORRIDOS APARENTES DEL SOL N MONTEVIDEO 21 JUNIO 6:00 A 18:00 MONTEVIDEO 21 DICIEMBRE 6:00 A 18:00

21 RECORRIDOS APARENTES DEL SOL 6:00 hs. 7:00 hs. 8:00 hs. 9:00 hs. 10:00 hs. 11:00 hs. 12:00 hs. 13:00 hs. 14:00 hs. 15:00 hs. 16:00 hs. 17:00 hs.

22 EL SOL COMO FUENTE DE LUZ La iluminancia del sol con un horizonte no obstruido puede variar entre 0 y lux, dependiendo principalmente de la altitud del sol, de la cantidad de nubes y del nivel de contaminación ambiental. La eficiencia lumínica de la luz solar depende de la altitud solar, su valor comienza en cero en el horizonte y su uniformidad se incrementa a partir de los 20, por encima de este ángulo su valor va entre 75 y 120 lm/w (esto varía con la latitud). Su TCC con el sol directo es cerca de K cuando el sol se encuentra próximo al horizonte y K cuando el sol está próximo al cenit.

23 EL SOL COMO FUENTE DE LUZ Radiación directa, difusa y global FUENTES SOL : RADIACION DIRECTA O INDIRECTA CIELO: PROVENIENTE DE LA BOVEDA CELESTE

24 EL SOL COMO FUENTE DE LUZ Radiación directa, difusa y global EXTRA ATMOSFÉRICA: fuera de la atmósfera DIRECTA: procede del sol y depende de su posición DIFUSA: procede de la atmósfera y es la consecuencia de los procesos de reflexión, difracción, dispersión y absorción REFLEJADA: procede de la reflexión de la radiación incidente sobre el entorno GLOBAL = DIRECTA + DIFUSA

25 EL SOL COMO FUENTE DE LUZ Fuentes de iluminación natural según latitud CIELO CLARO Ilum. Directa: lx Ilum. Difusa: lx CIELO PARCIALMENTE NUBLADO Ilum. Directa: lx Ilum. Difusa: lx CIELO NUBLADO Ilum. Directa: 0 lx Ilum. Difusa: lx

26 Eficiencia variable : comienza en cero en el horizonte y su uniformidad se incrementa a partir de los 20, por encima de este ángulo su valor va entre 75 y 120 lm/w (variando con la latitud). TCC variable: K cuando el sol se encuentra próximo al horizonte y K cuando está próximo al cenit. Continuo cambio de dirección. Espectro continuo. EL SOL COMO FUENTE DE LUZ Radiación directa

27 EL SOL COMO FUENTE DE LUZ Radiación directa EFICIENCIA LUMINICA Para radiación difusa: 1w/m lm Para radiación directa su eficiencia varía en función de la altura del sol

28 La probabilidad de que Ee sea mayor que la indicada en la tabla es de 84% en el año. Se considera Ee = 8.000lx como valor base para los cálculos. Dicho valor será superior en el 86% de la jornada laboral (entre 8:00 y las 18:00hs) en el año.

29 EL SOL COMO FUENTE DE LUZ Radiación indirecta o difusa Fuente: bóveda celeste. Iluminación uniforme. Eficiencia constante. Clasificación de tipos de cielo dependen de localización geográfica, clima de cada región, densidad y uniformidad de nubes y polución atmosferica.

30 EL SOL COMO FUENTE DE LUZ Cielo de luminancia uniforme La CIE ha definido algunos tipos de cielo, entre ellos el Cielo de Luminancia Uniforme (CLU), que es el que se ha adoptado para nuestro país. Es un cielo en que el sol no es visible y la bóveda celeste tiene una luminancia constante. Siendo E e la iluminación que este cielo produce sobre un punto de un plano horizontal, entonces: L = E e π

31 EL SOL COMO FUENTE DE LUZ Cielo de luminancia uniforme PARA EL CALCULO SE CONSIDERA LA ILUMINACION PROVENIENTE DE LA BOVEDA CELESTE SE DEBE CONTROLAR EL INGRESO DE LA LUZ SOLAR DIRECTA POR SU GRAN CAPACIDAD LUMINICA QUE PUEDE GENERAR CONTRASTES EXCESIVOS Y DESLUMBRAMIENTO

32 EL SOL COMO FUENTE DE LUZ Optimización de la orientación

33 EL SOL COMO FUENTE DE LUZ Protecciones contra el deslumbramiento

34 EL SOL COMO FUENTE DE LUZ Formas de captación UNILATERAL BILATERAL CENITAL

35 EL SOL COMO FUENTE DE LUZ Formas de captación Sombras sobre la tarea. Deslumbramiento, gran contraste. Buena iluminación sobre la tarea, sin deslumbramiento.

36 POTENCIAL ESTETICO

39 INGRESO DE LUZ POR UNA VENTANA

40 CONDICIONANTES ARQUITECTONICAS DE LA ILUMINACION NATURAL Forma del edificio. Orientación del edificio. Dimensiones de aberturas. Localización de aberturas. Terminaciones interiores.

41 ELEMENTOS DE CONTROL EXTERIOR Vegetación Aleros Parasoles horizontales / verticales; móviles / fijos Filtros solares INTERIOR Cortinas Venecianas VIDRIOS Selectivos Reflectivos

42 ELEMENTOS DE CONTROL EXTERIOR CONTROL SOLAR EN FACHADAS - INCIDENCIA ESTETICA Vegetación

43 ELEMENTOS DE CONTROL EXTERIOR CONTROL SOLAR EN FACHADAS - INCIDENCIA ESTETICA Aleros y parasoles Fuente: LBNL, Universidad de California, Berkeley [gaia.lbl.gov]

44 ELEMENTOS DE CONTROL EXTERIOR CONTROL SOLAR EN FACHADAS - INCIDENCIA ESTETICA Aleros

45 ELEMENTOS DE CONTROL EXTERIOR CONTROL SOLAR EN FACHADAS - INCIDENCIA ESTETICA Aleros

46 ELEMENTOS DE CONTROL EXTERIOR CONTROL SOLAR EN FACHADAS - INCIDENCIA ESTETICA Parasoles horizontales: fijos - móviles

47 ELEMENTOS DE CONTROL EXTERIOR CONTROL SOLAR EN FACHADAS - INCIDENCIA ESTETICA Parasoles horizontales móviles Fuente: COLT [

48 ELEMENTOS DE CONTROL EXTERIOR CONTROL SOLAR EN FACHADAS - INCIDENCIA ESTETICA Parasoles horizontales móviles Fuente: COLT [

49 ELEMENTOS DE CONTROL EXTERIOR CONTROL SOLAR EN FACHADAS - INCIDENCIA ESTETICA Parasoles verticales: fijos - móviles

50 ELEMENTOS DE CONTROL EXTERIOR CONTROL SOLAR EN FACHADAS - INCIDENCIA ESTETICA Filtros solares

51 ELEMENTOS DE CONTROL EXTERIOR CONTROL SOLAR EN FACHADAS - INCIDENCIA ESTETICA Filtros solares Terminal Buquebus, Buenos Aires

52 ELEMENTOS DE CONTROL EXTERIOR CONTROL SOLAR EN FACHADAS - INCIDENCIA ESTETICA Filtros solares Terminal Buquebus, Buenos Aires

53 ELEMENTOS DE CONTROL EXTERIOR CONTROL SOLAR EN FACHADAS - INCIDENCIA ESTETICA Filtros solares Fuente: COLT [

54 ELEMENTOS DE CONTROL EXTERIOR CONTROL SOLAR EN FACHADAS - INCIDENCIA ESTETICA Filtros solares Fuente: GKD [

55 ELEMENTOS DE CONTROL EXTERIOR CONTROL SOLAR EN FACHADAS - INCIDENCIA ESTETICA Filtros solares Fuente: Ariño Duglass [

56 ELEMENTOS DE CONTROL EXTERIOR CONTROL SOLAR EN FACHADAS - INCIDENCIA ESTETICA Filtros solares Farmaceutica Rossetti, Basilea Herzog & de Meuron

57 ELEMENTOS DE CONTROL EXTERIOR CONTROL SOLAR EN FACHADAS - INCIDENCIA ESTETICA Filtros solares Instituto del Mundo Arabe, Paris J. Nouvel

58 ELEMENTOS DE CONTROL EXTERIOR CONTROL SOLAR EN FACHADAS - INCIDENCIA ESTETICA Filtros solares Bodegas Dominus, San Francisco - Herzog & de Meuron

59 ELEMENTOS DE CONTROL INTERIOR CONTROL SOLAR INTERIOR - INCIDENCIA ESTETICA Cortinas y venecianas

60 ELEMENTOS DE CONTROL INTERIOR CONTROL SOLAR EN FACHADAS - INCIDENCIA ESTETICA Filtros solares Cupula del Reichstag, Berlin N. Foster

61 ELEMENTOS DE CONTROL EN VIDRIOS CONTROL SOLAR EN FACHADAS - INCIDENCIA ESTETICA Selección de espectro de radiación solar Fuente: Ariño Duglass [

62 ELEMENTOS DE CONTROL EN VIDRIOS CONTROL SOLAR EN FACHADAS - INCIDENCIA ESTETICA Selección de espectro de radiación solar Fuente: Ariño Duglass [

63 ELEMENTOS DE CONTROL EN VIDRIOS CONTROL SOLAR EN FACHADAS - INCIDENCIA ESTETICA Selección de espectro de radiación solar

64 ELEMENTOS DE OPTIMIZACION EXTERIORES Estantes de luz Aleros Lightshelf Louvers INTERIORES Difusores Lumiductos

65 ELEMENTOS DE OPTIMIZACION EXTERIORES OPTIMIZACION - INCIDENCIA ESTETICA Estantes de luz Son superficies reflectoras que dirigen la luz hacia el centro del techo del local.

66 ELEMENTOS DE OPTIMIZACION EXTERIORES OPTIMIZACION - INCIDENCIA ESTETICA Aleros Lightshelf La superficie superior será de un material sumamente reflejante como una lámina de algún metal pulido o un material de Terminación perfectamente blanca.

67 ELEMENTOS DE OPTIMIZACION EXTERIORES OPTIMIZACION - INCIDENCIA ESTETICA Louvers Para evitar o controlar una iluminación excesiva. Grandes placas, que se interponen entre los rayos del sol y la abertura.

68 ELEMENTOS DE OPTIMIZACION EXTERIORES OPTIMIZACION - INCIDENCIA ESTETICA Louvers Museo de la Fundación Beyeler. Riehen Renzo Piano

69 ELEMENTOS DE OPTIMIZACION INTERIORES OPTIMIZACION - INCIDENCIA ESTETICA Difusores Son superficies difusoras que reciben la iluminación natural directamente y la reflejan hacia el local en todas las direcciones del espacio, llegando así a puntos donde la luz natural no llega.

70 ELEMENTOS DE OPTIMIZACION INTERIORES OPTIMIZACION - INCIDENCIA ESTETICA Difusores Edificio de La Caja, Granada A. Campos Baeza

71 ELEMENTOS DE OPTIMIZACION INTERIORES LUMIDUCTOS: OPTIMIZACION - INCIDENCIA ESTETICA Lumiductos Llevan la luz natural a espacios donde la luz solar no llega por ventanas o es limitada y escasa. Se compone de tres partes: colector solar, conductor y difusor del sol al ambiente.

72 ELEMENTOS DE OPTIMIZACION INTERIORES OPTIMIZACION - INCIDENCIA ESTETICA Lumiductos

73 ELEMENTOS DE CALCULO EN ILUMINACION NATURAL

74 ELEMENTOS DE CALCULO EN ILUMINACION NATURAL PORCION DE CIELO VISIBLE PORCION REFLEJADA EN EL ENTORNO EXTERIOR COMPONENTE CIELO Y COMPONENTE REFLEJADA EXTERIOR (CC - CRE)

75 ELEMENTOS DE CALCULO EN ILUMINACION NATURAL REFLEXION DE TECHOS AREA, MATERIALES Y POSICION DE ABERTURAS REFLEXION DE PAREDES REFLEXION DE PISO Y AREA DE PISO COMPONENTE DE REFLEXION INTERIOR (CRI)

76