SISTEMAS DE CONTROL DE ILUMINACIÓN EN LA ARQUITECTURA Y SU COMPORTAMIENTO ENERGÉTICO

Transcripción

1 SISTEMAS DE CONTROL DE ILUMINACIÓN EN LA ARQUITECTURA Y SU COMPORTAMIENTO ENERGÉTICO Urtza Uriarte Otazua TUTORES: Helena Coch y Antonio Isalgue 5 de Septiembre del 2011, Barcelona Máster de Arquitectura, Energía y Medio Ambiente Departamento de Construcciones Arquitectónicas I, ETSAB

2 A la hora de iluminar una tarea visual, el ser humano prefiere la luz natural a la luz artificial. La luz procedente del sol tiene un perfecto rendimiento de los colores y aporta elementos muy proactivos en el comportamiento de las personas. Edificio como: Autosuficiente Autorregulable Adaptable Pero, siempre existe la necesidad de complementarla o reemplazarla (en el caso de ausencia de la misma) con un alumbrado artificial. Además los espacios dinámicos van cambiando; por condiciones externas o por necesidades del usuario. Por lo tanto a través de un sistema de control se puede regular, complementar e integrar distintas instalaciones para que el usuario pueda llegar a tener un confort lumínico adecuado.

3 Campos de aplicación Confort, Seguridad, Gestión de la energía, comunicación. PLANTA RECEPTORES CAPTADODRES =MEDIDOR Actuadores Medio de transmisión Señal de Salida Unidad Central Señal de Entrada CONTROLADOR Unidad de diálogo y test Ordenador o Autómata Consola de programación PASARELA RESIDENCIAL

4 Protocolos de sistemas de control Conjunto de procedimientos utilizados para controlar el intercambio ordenado de información entre dispositivos conectados a una red de comunicaciones. DALI, Digital Addressable Lighting Interface Estándar unificado de iluminación, compatible (ECE) 64 direcciones, 16 grupos, 16 escenas cada grupo, un cable BUS de Ø 2.5mm², paralelo o estrella y 128mA. Fabricación unificada a escala internacional,knx GAMMA instabus. 14 grupos, > componentes, cada grupo 2048 subgrupos, un cable Bus descentralizado, trasmisión en serie, 160mA-320mA-640mA. Gestión de lámparas Gestión de servicios auxiliares Dimmer DALI Transformador DALI Relé DALI Alimentadores electrónicos DIN Grupo Driver Colour LED Interface DALI Booster 64 Convertidor DALI ->1-10V sensor de presencia Display Interfaz PC+software Interface Receptor IR Mando a distancia Sensor de luminosidad Unidad Remota Componentes UC

5 Proyecto La nueva biblioteca ETSAB (UPC) Diseño; elementos de control, iluminación artificial, sistema de control Arquitectos: Jaume Sanmarti y Alejandro Falcones de Sierra. Ubicación: Barcelona 41º 23 N y 2º 10 E, clima mediterráneo. Programa: Actividad sedentaria-estudio, usuario de 18 a 30 años. Horario:09:00-20:00, abierto días laborales-época de exámenes sábado inclusive. Dimensiones: 346 m² x 3 m, acabados de interior pladur color blanco. Contexto: actualmente utilización inadecuada de la iluminación. No adecuado, el componente de paso ni el componente de conducción. Componente-conducción 8 m Elementos de control 22.5m 20.00m 3 m Componente-paso Elementos de control

6 La sensación y la percepción humana 120º 60º El ojo reproduce3 colores: Rojo, más sensibilidad Verde, Azul 50º 70º visión fotópica (L entre 10 i 10 5 cd/m 2 ) visión escotópica (L entre 10-6 i 10-3 cd/m 2 ) Para la actividad de concentrar: la visión fotopica baja, cd/m². Trabajan algo de bastones y los conos. Reducir información y deslumbramiento. En esta situación más sensibilidad al verde.

7 2 ILUMINANCIA El nivel actual varía de lux Se quiere mantener siempre en 500 lux. LUMINANCIA Verano e invierno hay contrastes de >100 y G>22 => deslumbramiento Se quiere entre > de contraste y una G < 20. Fenómenos ambientales físicos, 1 Parámetros de confort, 2 Factores de confort, 3 1 COLOR Acabados de blanco amarillento, para niveles bajos. IRC (artificial) = 100 % FACHADA SUR T. 72.7m² 49% FACHADA ESTE T m² 57% 3 700ºK Sociales Fisiotemporales Fisiológicos Psicológicos Estudiantes europeos Aclimatación de periodos largos Variedad Variedad 3

8 ILUMINANCIA: < Sap => < E Estrategia Reducir superficie de paso de luz COLOR: Tono cálido. Lamas parte inferior; verde=> identificación y diferenciación. LUMINANCIA: < ω => < G g = (L s a ω b f(θ)) / L -B G = 10 log 10 g Efecto cortina, difundiendo la penetración. Mejor perforado, pero para regular es muy complicado, por lo tanto los elementos de control serán lamas horizontales, pero reduciendo al máximo tanto su dimensión como la distancia entre ellas. Cubierta militar. Cádiz 1-XIII-2011

9 Fachada Este Pulido: Blanco-amarillento 0.6m Máxima Reflexión 1.8m 10m -Mínima inclinación: 09:00 => 12º -Inclinación Media: (12º + 70º) => 41º -Invierno: (12º + 48º) => 35º -Difusa: en 30º mayor se alcanza mayor cielo ESTACIONES reducción/aumento reducción/aumento superficie captadora FIN Invierno + 3 veces + 2 veces Primavera/Otoño - 2 veces veces Verano - 3 veces - 5 veces Obstrucción Intenciones PARTE ARRIBA: -Control de iluminación directa. -Máxima reflexión durante todo el año. (opción de obstrucción) -Máxima penetración de luz, invierno. (30º media invierno) -Obstrucción limitada=3 veces menos la superficie (1 rotación) PARTE DE ABAJO: -Control de iluminación directa. -Máxima penetración de luz invierno. (30º media invierno) -Obstrucción = 2 y 3 veces menos. (2 rotación)

10 Lucernario -Inclinación-incidente: 30-60º 43-60º, No se necesita todo el componente de paso con lamas. Intenciones -Evitar la iluminación directa: (P2) -Máxima penetración de luz. No se necesita obstrucción. -Máxima visión del cielo desde abajo: (P1) Inclinación óptima 30º. Distancia para impedir 60º. Máxima reflexión difusa. Menos directa. El contaste de luminancias: No afecta al campo visual. El color superficie conductora muy pulido, blanco. No entra en el ambiente del usuario

11 Iluminación-Artificial Sistema de regulación: INTENSDIDAD y TC (k) equipo electrónico con regulador de intensidad del Fluorescente lineal 4x24W 6500 K + 3x24W 2700 K Principales unidades de medición fotométrica: Rendimiento del producto (%: 39), Eficiencia luminosa (Lm/W): 23.73, Flujo emitido (Lm): 4485, Potencial total del producto (W): 189 SIVRA COMPACT 7x24 W T16 4 direcciones DALI 4 reactores electrónicos con reguladores de intensidad del flujo luminoso digitales.

12 Sistema de control ESCENA S Día: Regulación biodinámica Noche: iluminación constante Todos: Encendidos/ Apagados Mitad: Encendidos/ Apagados Cuarta: Encendidos/ Apagados Luz: Fría/ Cálido 1 X X X X X 1º DALI (160) 2 X X X X 3 X X X X X 4 X X X X X 5 X X X X X X 2 º DALI (80) 6 X X X X X X 1º DALI (160) 25 escenas 2º DALI (80) 6 escenas MESAS PERIMETRALES 3posiciones+3posiciones Total = 26(3x8) escenas 6 MESAS LUCERNARIO 2 escenas: 2 posiciones

13 Accesorios Los sensores, dentro de la ubicación ya descritos se intentará de ajustar al máximo su posición para que la información que obtengan sea determinante.

14 SISTEMAS DE CONTROL CASO A ANAZALIZAR CONCLUSIONES Riesgo que la regulación de un edificio inteligente se convierta en un absurdo, ya que a veces la sofistificación es inútil, se vuelve complejo e incomodo. El control riguroso del tiempo de la respuesta es un parámetro complicado de ajustar. Simplificar la problemática. Se tiene en cuenta el nivel lumínico para definir un ambiente lumínico, pero tan importante y determinante son el contraste de luminancias, la percepción humana y el color del ambiente. El diseño lumínico de la biblioteca: Mucha penetración de luz crea mucho deslumbramiento y además no se aprovecha la abertura para iluminar el interior de una manera equilibrada. Conseguir conducir la iluminación penetrada es muy complicado. Si se quiere diseñar con la iluminación natural cada 5m debe haber un componente de paso. Analizar bien la distribución que tendrá la luz penetrada, a través de un componente de conducción. El lucernario no está bien orientado y los elementos de control no favorecen la penetración de la iluminación indirecta.

15 Muchas gracias por vuestra atención!