INFLUENCIA DE LA LUZ PRIVADA DOMÉSTICA SOBRE LA CONTAMINACIÓN LUMÍINICA

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1 INFLUENCIA DE LA LUZ PRIVADA DOMÉSTICA SOBRE LA CONTAMINACIÓN LUMÍINICA Autor: Naiara González Dorta Tutor: Manuel García Gil BARCELONA, septiembre 2014 Universidad Politécnica de Cataluña Departamento de Construcciones Arquitectónicas MASTER EN ARQUITECTURA, ENERGÍA Y MEDIO AMBIENTE

2 LA PROBLEMÁTICA CONTAMINACIÓN LUMÍNICA: Definición de la problemática Es una consecuencia directa del crecimiento de la concentración de la población. La emisión de flujo luminoso de fuentes artificiales nocturnas en intensidades, direcciones, horarios o rangos espectrales innecesarios para la realización de las actividades previstas en la zona en que se han instalado las luminarias METODOLOGÍA Se plantea el análisis de un área concreta de la ciudad de Barcelona, España. Se toma como referencia el barrio de LES CORTS con una extensión de unas 136,6 Ha. Se utiliza para el análisis el método RAMA-L de simulación informática desarrollado en la UPC. El software utilizado en la simulación será el DIALUX. Se compara la luz de fuentes domésticas con la pública vial. Para el análisis de los resultados se utilizará el parámetro de emisión de flujo superior: EFS Se define como la cantidad de flujo lumínica que escapa de una instalación de alumbrado hacia el cielo (San Martín et al. 2012) Su unidad es el lumen y tiene en cuenta: La luz emitida directamente por las luminarias hacia el cielo (FHS). El flujo reflejado por el suelo u otros elementos donde incida la luz. la disposición y geometría de la zona iluminada. Se proponen una serie de medidas correctoras.

3 Clasificación del las calles del barrio de Les Corts La clasificación considera tres variables de geometría de las calles: La altura de las fachadas a ambos lados de la calle. El ancho de la vía. La existencia o no de fuente de luz doméstica. Se establece como casos singulares las zonas intersticiales entre la edificación aislada.

4 HIPÓTESIS Y SIMPLIFICACIONES DE UN CASO TIPO ESTÁNDAR: Se simula un local interior con las siguientes medidas: Con el ancho medio de todos los tramos del caso. Con la altura media del caso tipo a los dos lados de la acera. Por último se utiliza un largo de tramo estándar para todos los casos de 50 m. Simulación de los casos tipo Para cada una de las superficies del local se aplican los siguientes grados de reflexión: 0% para el techo y para las paredes extremas de la calle. 50% para las paredes. 27% para el suelo. EJEMPLO SIMULACIÓN DEL CASO 2 TRAMO M 2 FACHADA M 2 CRISTAL % ACRIST. T07471D 3369,23 655,79 19,46 Se coge como referencia un tramo significativo de del caso a analizar y se calculará el porcentaje real de acristalamiento, con este porcentaje se determinará el área de las fuentes de luz y para la simulación se distribuyen de forma uniforme. Las luminarias de alumbrado público, se simulan según el tramo escogido. CASO TIPO SINGULAR: EJEMPLO SIMULACIÓN DEL CASO 19D En el caso de la edificación aislada, se simulará cada caso con su geometría de forma y características de acristalamiento reales. La Calle Diagonal se simula con esta misma premisa.

5 MEDICIÓN. La luminaria direcciona el flujo de luz principalmente hacia el suelo. Simulación de los casos tipo El luminancímetro utilizado es de la marca Gossen, modelo Mavo-Spot 2. PUNTOS ABIERTA PERSIANA CORTINA BLANCA 1 15,63 3,15 5,1 2 14,63 4,61 4, ,3 30, ,85 1,42 3, ,5 2,19 6,93 6 9,69 1,32 5,42 Lmedia 113,1 24,7 9,2 Unidades de la tabla cd/m 2 HIPÓTESIS PARA LA SIMULACIÓN. Se utiliza como modelo para la simulación una luminaria fluorescente con cerramiento opal que generan una distribución lumínica prácticamente Lambertiana (SANYÉ, J., García M. 2001) Para el cálculo del flujo lumínico de cada elemento de fachada, se utiliza la siguiente fórmula: Se realiza un trabajo de campo y se establecen una serie de porcentajes de encendido según distintos tramos horarios y según el tipo de protección: HORARIO horas % de ventanas encendidas ABIERTA 4,85 CON PERSIANA 4,26 CON CORTINA 4,13 TOTAL VENTANAS ENCENDIDAS 13,2

6 A 19B 19C 19D 19E 19F 20 (diag) lm lm EFS (lm) LUZ PÚBLICA LUZ DOMÉSTICA A 18B 18C CASOS EFS INDIRECTO (%) EFS DIRECTO (%) 100% 80% 60% 40% 20% 0% Resultados EFS (lm) A 19B 19C 19D 19E 19F 20 (Diag) CASOS LUZ DOMÉSTICA La emisión de flujo superior de la luz doméstica supera en muchos casos la de la luz pública. VIAL DOMÉSTICA El EFS de la luz doméstica está entre el 10%-40% de su flujo total emitido. El EFS de la luz pública está siempre por debajo del 10% emitido. El mayor aporte de la luz doméstica a la contaminación se produce de forma directa y no por reflexión. Nº DE VIVIENDAS La luminarias de vial utilizadas en el barrio tienen en cambio un aporte directo casi nulo.

7 EFS del conjunto del barrio EMISIÓN DE FLUJO SUPERIOR Se calcula la emisión de flujo superior para todo el barrio. El esquema supone un 13,2% de ventanas encendidas. El EFS total del barrio es de lum, un 10% del total del flujo emitido. Un 5% corresponde a luz de fuentes domésticas y el otro 5% a luz de fuentes públicas. Un 23% del flujo emitido por las fuentes domésticas es emitida al hemisferio superior. OTRAS HIPÓTESIS DE PARTIDA Esquema de hipótesis de un 50% de ventanas encendidas. EFS total: lm. Un 75% corresponderá a la luz emitida por las fuentes de luz privada y sólo un 25% a las públicas. Sólo un 6% del flujo de las fuentes públicas es emitido hacia el cielo. APROXIMACIÓN DE FLUJO LUMÍNICO POR VIVIENDA Se sabe que el barrio tiene unas viviendas. Lo que corresponderá a aproximadamente 50 lm de EFS por vivienda. Y con 50% de ventanas encendidas el EFS será de aproximadamente 181 lm por vivienda.

8 Se plantea buscar soluciones fijas desde el nivel de proyecto de arquitectura. Se simula el caso tipo 19D con cinco posible formas de reducción del flujo: Modelo Caso 19D Propuestas de mejora EFS DOMÉSTICO: 19,1% EFS PÚBLICO: 2,3% Área: 3801,5 m 2 RESULTADOS DE LA SIMULACIÓN. Una cornisa en la parte superior del edificio de 2 m. Tres simulaciones con aleros con medidas de 0,77 m, 1 m y 2 m. Balcones de 1 m de ancho con antepechos de un metro de alto. Modelo Caso 19D con alero de 2 metros continuo en todos los pisos SOLUCIONES LUZ DOMÉSTICA LUZ PÚBLICA LUM. TOTAL CASO 19D CORNISA DE 2 m ALERO DE 0,77 cm ALERO DE 1 m ALERO DE 2 m BALCÓN DE 1 m CON ANTEPECHO DE 1 m Una cornisa en la parte superior sólo reduce el EFS en un 8%. Un alero de 77 cm reduce la luz contaminante en un 35% y un alero de 2 metros reduciría la contaminación en un 63%. Un balcón de 1m con antepecho de obra nos daría problemas con las reflexiones y sería menos eficiente que el alero de las mismas dimensiones ESTUDIO PARA LA REDUCCIÓN DE LA CONTAMINACIÓN DE LAS FUENTES DOMÉSTICAS 19D CORNISA DE 2 m ALERO DE 0,77 cm LUZ DOMÉSTICA ALERO DE 1 m LUZ PÚBLICA ALERO DE 2 m BALCÓN DE 1 m CON PETO DE 1 m

9 GRACIAS POR SU ATENCIÓN BARCELONA, septiembre 2014 Universidad Politécnica de Cataluña Departamento de Construcciones Arquitectónicas MASTER EN ARQUITECTURA, ENERGÍA Y MEDIO AMBIENTE