ILUMINACIÓN NATURAL Conceptos Básicos Septiembre

Transcripción

1 ILUMINACIÓN NATURAL Conceptos Básicos Septiembre 2013

2 INTRODUCCION El siguiente documento tiene el fin de ser una guía básica para el desarrollo de estudios de técnicas bioclimáticas para cualquier lugar donde YUSO tenga que proyectar. Es un documento que se retroalimenta por cada uno de los miembros a medida que se vayan desarrollando las distintas investigaciones. Lo que se presenta a continuación es una recopilación de información que en muchos casos es textual a la fuente, no pretende ser un trabajo de investigación o análisis, es solo informativo. Parte de la información es tomada del profesor Msc Michael Smith en la materia Técnicas Bioclimáticas, que imparte en el posgrado de Arquitectura Tropical en la Universidad de Costa Rica, adicionalmente se usaron otras referencias bibliográficas y de paginas en internet. 2

3 ILUMINACION NATURAL CONCEPTOS BUEN MANEJO DE ILUMINACION NATURAL EFICIENCIA ENERGETICA DEL EDIFICIO SATISFACCION DEL USUARIO (CONFORT VISUAL) Iluminación natural es la práctica de colocar las ventanas u otras aberturas y superficies reflectantes a fin de que durante el día la luz natural ofrezca una eficaz iluminación interior. Se presta especial atención a la iluminación natural en el diseño de un edificio, cuando el objetivo es maximizar el confort visual y para reducir el uso de energía eléctrica El ahorro de energía puede lograrse, ya sea a partir de la reducción del uso de la iluminación artificial, a partir de energía solar pasiva o de calefacción o refrigeración. Calidad de visibilidad al exterior Brillo relativo de las superficies Luz del sol que penetra Cantidad de luz requerida sobre las áreas de trabajo Información suministrada por Arq. Michael Smith 3

4 DISEÑO CON ILUMINACION NATURAL PARAMETROS DE DISEÑO A fin de controlar la calidad de la luz ambiental, el diseñador debe manejar un conjunto de parámetros relevantes, que incluyen la elección del lugar, orientación, forma y dimensiones del edificio, para aprovechar las ventajas de la aportación de luz natural e impedir sus inconvenientes inherentes a la presencia del sol y de su trayectoria. La selección de la abertura de penetración de la luz natural y su orientación, factor esencial para el control de la calidad de iluminación; Las superficies exteriores de los edificios actúan entre ellas. FACTORES: Iluminación del cielo y luz directa del sol Visual al exterior Ventilación natural Obstrucciones externas e internas deslumbramiento DISEÑO: Orientación y forma del edificio Luz del cielo - factor de luz de día Apariencia de la estancia a iluminar Tamaño, posición y formas de las aperturas Control de luz y dispositivos: sombreado, vidrios y difusores. Requerimientos de iluminación sobre las áreas de trabajo según el uso (altura y lúmenes) Las superficies del suelo que rodean al edificio, cuya contribución es importante en días de cielos descubiertos. Información suministrada por Arq. Michael Smith 4

5 DISEÑO CON ILUMINACION NATURAL REGLAS GENERALES La iluminación lateral en un edificio establece un límite a la profundidad del mismo para que pueda ser iluminado satisfactoriamente durante el día. En un edificio típico con una altura de la parte superior de la ventana de 2,5 m y una anchura de sala de 3,75 m, la luz natural puede penetrar aproximadamente 6 m hacia dentro desde la vertical de la ventana. Esto establece una limitación al diseño, produciendo plantas que son de 12 m de profundidad. Esta limitación puede contrarrestarse mediante el uso de ventanas altas relacionado con espacios altos, que permiten que la luz natural alcance mayor profundidad. Distancia máxima respecto a la ventana y área iluminada Si una sala con iluminación natural es iluminada por ventanas en una sola pared, la profundidad de la sala, L, no debe exceder del valor límite dado por: L/W + L/Hw < 2/(1-Rb) donde W es la anchura de la sala, Hw la altura de la parte superior de la ventana desde el nivel del suelo y Rb la reflectancia promedio de las superficies en la mitad posterior de la sala (lejos de la ventana). Si L excede este valor, la mitad posterior de la sala tenderá a parecer sombría y se necesitará el alumbrado eléctrico suplementario. Penetración de luz natural Si un edificio se ilumina mediante ventanas situadas en lados opuestos del edificio, la profundidad máxima que puede ser iluminada con luz natural de modo satisfactorio, es dos veces la profundidad límite de la sala, L, desde la pared de una ventana a la pared de la otra ventana. Información suministrada por Arq. Michael Smith / Guía técnica Aprovechamiento de luz natural en la iluminación de edificios de edificios. Comité Español de Iluminación

6 SECTORES VISIBLES DEL CIELO DISMINUCIÓN DE VISIBILIDAD DEL CIELO SEGÚN ALTURA DISEÑO CON ILUMINACION NATURAL ORIENTACION Y OBSTRUCCIONES Se define como línea sin cielo a aquella a partir de la cual no se recibe luz del cielo directa. Si un área significativa del plano de trabajo se encuentra más allá de ésta, la distribución de la luz natural en la sala parecerá pobre y se requerirá alumbrado artificial suplementario. En el trazado de la línea sin cielo, los puntos clave están en la parte superior de las esquinas de la ventana. Estos son, normalmente, los últimos puntos en los que puede verse el cielo. De ahí que la posición de la línea sin cielo pueda ser alterada aumentando la altura de la parte superior de la ventana o ajustando la parte posterior de la fachada del edificio. ORIENTACION TIPOS DE ÁNGULO DE OBSTRUCCIÓN Sección Planta Isométrico Información suministrada por Arq. Michael Smith / Guía técnica Aprovechamiento de luz natural en la iluminación de edificios de edificios. Comité Español de Iluminación

7 DISEÑO CON ILUMINACION NATURAL TIPOLOGIAS TIPOLOGIAS ILUMINACION EN ATRIOS vista del cielo zona iluminada Poso de luz externo Poso de luz interno Atrio Patio interno Galería componente del cielo componente reflejado plano de trabajo PATIO INTERNO Y SU RELACION CON LA TERRAZA reflejado disminución de vanos en profundidad aumento de superficie opaca reflectiva Información suministrada por Arq. Michael Smith 7

8 FACTOR DE LUZ DE DIA (FLD) COMPONENTES COMPONENTE DE ILUMINACION FLD CC CER CIR Componente del cielo (CC): la luz que proviene del cielo Componente externo reflejado (CER): Luz reflejada de superficies externas como edificios Componentes interno reflejado (CIR): la luz reflejada por las superficies internas VISUAL AL CIELO Información suministrada por Arq. Michael Smith 8

9 FACTOR DE LUZ DE DIA (FLD) COMPONENTES EJEMPLO DE MAPEO FLD %FLD luz interna (li) 100% luz externa (le) La cantidad de luz natural puede ser especificada a partir del "factor de luz de día" (Daylight quotient Dq), que es el cociente entre la iluminancia en un punto con relación a la iluminancia exterior medida sobre un plano horizontal, excluyendo en ambas medidas la luz solar directa. Es decir se hacen dos medidas una en el interior y otra en el exterior a la sombra y se saca el cociente entre ambas. Si hay informaciones meteorológicas sobre las distintas luminosidades exteriores a la sombra, es posible utilizar este índice para prever en que medida será necesario proveerse de luz artificial con el objetivo de garantizar un nivel de iluminancia adecuado. Este factor de luz de día -Dq- debe ser lo mas uniforme y lo mas elevado posible dentro de un local Tipo de Edificación Localización FDL promedio (%) FDL mínimo (%) Aeropuertos Edificios en general Bibliotecas Área de recepción Áreas de circulación Área de recepción Oficinas Oficinas de dibujo Estantes Áreas de lectura Museos y galerías de arte General ,6 0,6 0,6 1 2,5 1 1,5 Escuelas Aulas Salas de juntas ,3 Domestico Información suministrada por Arq. Michael Smith Cuartos multiuso Cocina 1,5 2 0,5 0,6 9

10 UNIDAD DE MEDIDAS LUXES COMPONENTES El lux (símbolo lx) es la unidad derivada del Sistema Internacional de Unidades para la iluminancia o nivel de iluminación. Equivale a un lumen /m2. Se usa en fotometría como medida de la intensidad luminosa, tomando en cuenta las diferentes longitudes de onda según la función de luminosidad, un modelo estándar de la sensibilidad a la luz del ojo humano. USO ILUMINANCIA ALTURA DE TRABAJO Pasillos y circulaciones 150 lux 1,20 m del suelo Trabajo casual 200 lux 0,90 m del suelo Trabajo taller 300 lux 0,90 m del suelo Trabajo especializado lux 0,90 m del suelo Oficinas lux 0,90 m del suelo 10

11 MODOS DE ILUMINAR NATURALMENTE LUZ LATERAL La luz llega desde una abertura ubicada en un muro lateral, y es por eso que la iluminancia del plano de trabajo cercano a la ventana tiene un nivel alto y aporta en forma importante a la iluminación general. Si nos movemos, alejándonos de la ventana, el valor de la iluminación directa decrece rápidamente y la proporción relativa de la componente indirecta (reflejada y difusa) se incrementa. Sin embargo, la cantidad y distribución de la luz que ingresa lateralmente a través de una abertura en un muro depende fundamentalmente de la orientación del muro donde la misma esta emplazada, debido a que en general, las ventanas orientadas al Norte y Sur reciben sol (iluminación directa) desde el amanecer hasta el atardecer dependiendo la época del año y la latitud del lugar, las orientadas al Este solo permiten el ingreso de la radiación directa desde el amanecer hasta el mediodía, La ubicadas hacia el Oeste desde el mediodía hasta el atardecer. Unilateral Perpendicular 2 aberturas Perpendicular 3 aberturas Paralelas Mixto o múltiple Información suministrada por Arq. Michael Smith 11

12 MODOS DE ILUMINAR NATURALMENTE LUZ CENITAL La iluminación cenital se desarrolló con la finalidad de permitir construir edificios de mayor profundidad, para introducir más luz hacia el interior por medio de claraboyas, lucernarios, cúpulas u otros tipos de elementos de iluminación cenital. También se usa para edificios especiales, tales como pabellones deportivos: puede sustituir con ventajas a las ventanas laterales que pueden provocar deslumbramiento cuando se intenta seguir la trayectoria de bolas o pelotas. La iluminación cenital puede también a usar deslumbramiento si no está bien diseñada, pero a menudo es un problema de diseño más fácil de resolver que el de reducir el deslumbramiento procedente de ventanas laterales. Información suministrada por Arq. Michael Smith / Guía técnica Aprovechamiento de luz natural en la iluminación de edificios de edificios. Comité Español de Iluminación

13 MODOS DE ILUMINAR NATURALMENTE LUZ CENITAL 13

14 HERRAMIENTAS DE DISEÑO SOFTWARES Y APARATOS DE MEDICION Información suministrada por Arq. Michael Smith 14

15 BIBLIOGRAFÍA Olgyay, Victor. Arquitectura y clima, manual de diseño bioclimático para arquitectos y urbanistas. Ed. Gustavo Gili. Barcelona, Tudela, Fernando. Ecodiseño. Colección Ensayos, Universidad Autónoma Metropolitana - Xochimilco. Morillón Gálvez, David. Bioclimática. Sistemas pasivos de climatización. Universidad de Guadalajara. Lippsmeier, George. Tropen bau. Building in the tropics. O. Koenisberger et. al. Viviendas y edificios en zonas cálidas y tropicales. Paraninfo. Madrid, Rivero, Roberto. Arquitectura y clima. Acondicionamiento natural para el hemisferio norte. Universidad Autónoma de México. México D.F García José Roberto. Viento y Arquitectura. Ed Trillas. 1987, Serra, Rafael. Arquitectura y climas. Ed. Gustavo Gili. Barcelona, Fortín, Jacques. Para comprender el clima y el medio ambiente. Publicaciones CITEM. México, Hinz, Elke; Gonzalez, Eduardo; de Oteiza, Pilar; Quiros, Carlos. Proyecto, clima y arquitectura. Ediciones G. Gili. México, Wikipedia, The Free Encyclopedia: C3%A9rmicas%20-%20ac%C3%BAsticas/ventilaci%C3%B3n.pdf 15