Septiembre 2013
ILUMINACIÓN NATURAL – Conceptos Básicos www.yusoproyectos.com
www.yusoproyectos.comILUMINACIÓN NATURAL - Conceptos Básicos
INTRODUCCION
2
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.
www.yusoproyectos.comILUMINACIÓN NATURAL - Conceptos Básicos
3
Iluminación natural es la práctica de colocar las ventanas u otrasaberturas y superficies reflectantes a fin de que durante el día laluz natural ofrezca una eficaz iluminación interior. Se prestaespecial atención a la iluminación natural en el diseño de unedificio, cuando el objetivo es maximizar el confort visual y parareducir el uso de energía eléctrica
El ahorro de energía puede lograrse, ya sea a partir de lareducción del uso de la iluminación artificial, a partir de energíasolar pasiva o de calefacción o refrigeración.
ILUMINACION NATURALCONCEPTOS
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
SATISFACCION DEL USUARIO
(CONFORT VISUAL)
EFICIENCIA ENERGETICA DEL
EDIFICIO
BUEN MANEJO DE ILUMINACION
NATURAL
www.yusoproyectos.comILUMINACIÓN NATURAL - Conceptos Básicos
4
DISEÑO CON ILUMINACION NATURALPARAMETROS DE DISEÑO
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)
Información suministrada por Arq. Michael Smith
A fin de controlar la calidad de la luz ambiental, el diseñadordebe manejar un conjunto de parámetros relevantes, queincluyen la elección del lugar, orientación, forma y dimensionesdel edificio, para aprovechar las ventajas de la aportación de luznatural e impedir sus inconvenientes inherentes a la presenciadel sol y de su trayectoria.
La selección de la abertura de penetración de la luz natural y suorientación, factor esencial para el control de la calidad deiluminación; Las superficies exteriores de los edificios actúanentre ellas.
Las superficies del suelo que rodean al edificio, cuya contribuciónes importante en días de cielos descubiertos.
www.yusoproyectos.comILUMINACIÓN NATURAL - Conceptos Básicos
5
DISEÑO CON ILUMINACION NATURALREGLAS GENERALES
Distancia máxima respecto a la ventana y área ilumi nada
Penetración de luz natural
Información suministrada por Arq. Michael Smith / Guía técnica Aprovechamiento de luz natural en la iluminación de edificios de edificios. Comité Español de Iluminación 2005.
La iluminación lateral en un edificio establece un límite a laprofundidad del mismo para que pueda ser iluminadosatisfactoriamente durante el día. En un edificio típico con unaaltura de la parte superior de la ventana de 2,5 m y una anchurade sala de 3,75 m, la luz natural puede penetraraproximadamente 6 m hacia dentro desde la vertical de laventana. Esto establece una limitación al diseño, produciendoplantas que son de 12 m de profundidad. Esta limitación puedecontrarrestarse mediante el uso de ventanas altas relacionadocon espacios altos, que permiten que la luz natural alcancemayor profundidad.
Si una sala con iluminación natural es iluminada por ventanas enuna sola pared, la profundidad de la sala, L, no debe exceder delvalor límite dado por:
L/W + L/Hw < 2/(1-Rb)
donde W es la anchura de la sala, Hw la altura de la partesuperior de la ventana desde el nivel del suelo y Rb lareflectancia promedio de las superficies en la mitad posterior dela sala (lejos de la ventana). Si L excede este valor, la mitadposterior de la sala tenderá a parecer sombría y se necesitará elalumbrado eléctrico suplementario.
Si un edificio se ilumina mediante ventanas situadas en ladosopuestos del edificio, la profundidad máxima que puede seriluminada con luz natural de modo satisfactorio, es dos veces laprofundidad límite de la sala, L, desde la pared de una ventana ala pared de la otra ventana.
www.yusoproyectos.comILUMINACIÓN NATURAL - Conceptos Básicos
6
SECTORES VISIBLES DEL CIELO DISMINUCIÓN DE VISIBILIDAD DEL CIELO SEGÚN ALTURA
TIPOS DE ÁNGULO DE OBSTRUCCIÓN
Sección Planta Isométrico
DISEÑO CON ILUMINACION NATURALORIENTACION Y OBSTRUCCIONES
ORIENTACION
Se define como línea sin cielo a aquella a partir de la cual no serecibe luz del cielo directa. Si un área significativa del plano detrabajo se encuentra más allá de ésta, la distribución de la luznatural en la sala parecerá pobre y se requerirá alumbradoartificial suplementario.
En el trazado de la línea sin cielo, los puntos clave están en laparte 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 alteradaaumentando la altura de la parte superior de la ventana oajustando la parte posterior de la fachada del edificio.
Información suministrada por Arq. Michael Smith / Guía técnica Aprovechamiento de luz natural en la iluminación de edificios de edificios. Comité Español de Iluminación 2005.
www.yusoproyectos.comILUMINACIÓN NATURAL - Conceptos Básicos
7
Poso de luz externo Poso de luz interno Atrio Patio inte rno Galería
TIPOLOGIAS
vista del cielo
zona iluminada
componente del cielo
componente reflejado plano de trabajo
reflejado
disminución de vanos en profundidad
aumento de superficie opaca reflectiva
ILUMINACION EN ATRIOS
DISEÑO CON ILUMINACION NATURALTIPOLOGIAS
PATIO INTERNO Y SU RELACION CON LA TERRAZA
Información suministrada por Arq. Michael Smith
www.yusoproyectos.comILUMINACIÓN NATURAL - Conceptos Básicos
8
COMPONENTE DE ILUMINACION
VISUAL AL CIELO
FACTOR DE LUZ DE DIA (FLD)COMPONENTES
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
FLD CC CER CIR
Información suministrada por Arq. Michael Smith
www.yusoproyectos.comILUMINACIÓN NATURAL - Conceptos Básicos
9
EJEMPLO DE MAPEO FLD
COMPONENTES
FACTOR DE LUZ DE DIA (FLD)
%FLDluz externa (le)
luz interna (li) 100%
Tipo de Edificación Localización FDL promedio (%) FDL mínimo (%)
Aeropuertos Área de recepciónÁreas de circulación
22
0,60,6
Edificios en general Área de recepciónOficinasOficinas de dibujo
235
0,61
2,5
Bibliotecas EstantesÁreas de lectura
36
11,5
Museos y galerías de arte General 5 1
Escuelas AulasSalas de juntas
51
20,3
Domestico Cuartos multiusoCocina
1,52
0,50,6
La cantidad de luz natural puede ser especificada a partir del"factor de luz de día" (Daylight quotient Dq), que es el cocienteentre la iluminancia en un punto con relación a la iluminanciaexterior medida sobre un plano horizontal, excluyendo en ambasmedidas la luz solar directa. Es decir se hacen dos medidas unaen el interior y otra en el exterior a la sombra y se saca elcociente entre ambas.
Si hay informaciones meteorológicas sobre las distintasluminosidades exteriores a la sombra, es posible utilizar esteíndice para prever en que medida será necesario proveerse deluz artificial con el objetivo de garantizar un nivel de iluminanciaadecuado. Este factor de luz de día -Dq- debe ser lo masuniforme y lo mas elevado posible dentro de un local
Información suministrada por Arq. Michael Smith
www.yusoproyectos.comILUMINACIÓN NATURAL - Conceptos Básicos
10
COMPONENTES
UNIDAD DE MEDIDAS LUXES
El lux (símbolo lx ) es la unidad derivada del SistemaInternacional de Unidades para la iluminancia o nivel deiluminación. Equivale a un lumen /m2. Se usa en fotometríacomo medida de la intensidad luminosa, tomando en cuenta lasdiferentes 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 500-1000 lux 0,90 m del suelo
Oficinas 300-700 lux 0,90 m del suelo
www.yusoproyectos.comILUMINACIÓN NATURAL - Conceptos Básicos
11
MODOS DE ILUMINAR NATURALMENTELUZ LATERAL
Unilateral Perpendicular 2 aberturas
Perpendicular 3 aberturas
Paralelas Mixto o múltiple
Información suministrada por Arq. Michael Smith
La luz llega desde una abertura ubicada en un muro lateral, y espor eso que la iluminancia del plano de trabajo cercano a laventana tiene un nivel alto y aporta en forma importante a lailuminación general. Si nos movemos, alejándonos de la ventana,el valor de la iluminación directa decrece rápidamente y laproporción relativa de la componente indirecta (reflejada y difusa)se incrementa.
Sin embargo, la cantidad y distribución de la luz que ingresalateralmente a través de una abertura en un muro dependefundamentalmente de la orientación del muro donde la mismaesta emplazada, debido a que en general, las ventanasorientadas al Norte y Sur reciben sol (iluminación directa) desdeel amanecer hasta el atardecer dependiendo la época del año yla latitud del lugar, las orientadas al Este solo permiten el ingresode la radiación directa desde el amanecer hasta el mediodía, Laubicadas hacia el Oeste desde el mediodía hasta el atardecer.
www.yusoproyectos.comILUMINACIÓN NATURAL - Conceptos Básicos
12
MODOS DE ILUMINAR NATURALMENTELUZ CENITAL
La iluminación cenital se desarrolló con la finalidad de permitirconstruir edificios de mayor profundidad, para introducir más luzhacia el interior por medio de claraboyas, lucernarios, cúpulas uotros tipos de elementos de iluminación cenital.
También se usa para edificios especiales, tales como pabellonesdeportivos: puede sustituir con ventajas a las ventanas lateralesque pueden provocar deslumbramiento cuando se intenta seguirla trayectoria de bolas o pelotas. La iluminación cenital puedetambién a usar deslumbramiento si no está bien diseñada, pero amenudo es un problema de diseño más fácil de resolver que elde 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 2005.
www.yusoproyectos.comILUMINACIÓN NATURAL - Conceptos Básicos
13
MODOS DE ILUMINAR NATURALMENTELUZ CENITAL
www.yusoproyectos.comILUMINACIÓN NATURAL - Conceptos Básicos
14
HERRAMIENTAS DE DISEÑOSOFTWARES Y APARATOS DE MEDICION
Información suministrada por Arq. Michael Smith
www.yusoproyectos.comILUMINACIÓN NATURAL - Conceptos Básicos
15
Olgyay, Victor. Arquitectura y clima, manual de diseño bioclimático para arquitectos y
urbanistas. Ed. Gustavo Gili. Barcelona, 1998.
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, 1977.
Rivero, Roberto . Arquitectura y clima. Acondicionamiento natural para el hemisferio
norte. Universidad Autónoma de México. México D.F. 1988.
García José Roberto . Viento y Arquitectura. Ed Trillas. 1987,
Serra, Rafael . Arquitectura y climas. Ed. Gustavo Gili. Barcelona, 1999.
Fortín, Jacques . Para comprender el clima y el medio ambiente. Publicaciones
CITEM. México, 2002.
Hinz, Elke; Gonzalez, Eduardo; de Oteiza, Pilar; Qu iros, Carlos . Proyecto, clima y
arquitectura. Ediciones G. Gili. México, 1986.
Wikipedia , The Free Encyclopedia: http://en.wikipedia.org
http://habitat.aq.upm.es/select-sost/ab3.html
http://www.construnario.com/ebooks/1126/@@cat%C3%A1logos/prestaciones%20t%
C3%A9rmicas%20-%20ac%C3%BAsticas/ventilaci%C3%B3n.pdf
BIBLIOGRAFÍA