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Diseando conIluminacin Natural
MSc Ing. Timo Mrquez
Mayo 03 2012Escuela de Arquitectura
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Objetivo
Tener un conocimiento ms amplio de la importancia de la iluminacin natural y
su impacto en el diseo y consumo energtico de edificaciones.
Identificar las variables que contribuyen a una adecuada iluminacin natural y
plantear estrategias de acuerdo a los requerimientos del diseo.
Manejara indicadores de desempeo para la toma de decisiones sobre una
iluminacin natural eficiente.
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Iluminacin Natural
Bienestar Salud
Vida
Integracin al contexto
Recursos naturales
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Diseo Solar Pasivo + Iluminacin Natural
Obtienen y distribuyen
ganancias solares por su propiodiseo
Cmo incorporar lascaractersticas deseadas dentrodel ambiente construido?
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Qu es la Luz?
La luz visible es una bandapequea dentro del espectro
electromagntico, entre 380nm(violeta) y 760nm (rojo).
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Comportamiento
Reflexin
Transmisin
Refraccin
especular
difusa
dispersa
compuesta
Fuente: ECOTECT
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Comportamiento
Reflexin
Transmisin
Refraccin
es la fraccin de luz incidente una longitudde onda especificada que pasa a travsde una muestra
Fuente: www.saint-gobain.com
http://www.saint-gobain.com/http://www.saint-gobain.com/http://www.saint-gobain.com/http://www.saint-gobain.com/7/31/2019 Clase T04.2 Iluminacion Natural
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Comportamiento
Reflexin
Transmisin
Refraccin
Es el efecto que ocurre entre materiales transparentesde diferentes densidades, como el vidrio y aire.
Cuando la luz pasa por diferentes materiales los rayosse doblan y cambian de velocidad.
Fuente: ECOTECT
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Parmetros
Magnitud Definicin Unidad Abreviacin
Flujo Luminoso Cantidad total de luz emitida por unafuente
Lumen lm
Intensidadluminosa
Intensidad de luz emitida en unadireccin determinada
candela cd
Iluminancia
la cantidad de luz (lumenes) que
llegaA una superficie
lumen / m2 lux
Luminancia Cantidad de luz radiada por unidadde superficie aparente en unadireccin dada
candela por m2 cd / m2
Reflectividad Propiedad de superficie para reflejarluz que recibe
reflejada / incidente %
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Parmetros
Fuente: Clase Douglas Leonard Lighting Design
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VisinLa visin solo depende de la luz. El ojo se encarga de convertir la luz enseales que son interpretadas por el cerebro. La habilidad visual es afectada
por los siguientes factores:Contraste
Agudeza Visual
Desempeo visual
Eficiencia visual
Es la diferencia en las propiedadesvisuales que hacen a un objeto distinguirsede otro objeto o del fondo.
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VisinLa visin solo depende de la luz. El ojo se encarga de convertir la luz enseales que son interpretadas por el cerebro. La habilidad visual es afectada
por los siguientes factores:Contraste
Agudeza Visual
Desempeo visual
Eficiencia visual
Se mide como el tamao ms pequeoque el ojo puede percibir a una distancia.
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VisinLa visin solo depende de la luz. El ojo se encarga de convertir la luz enseales que son interpretadas por el cerebro. La habilidad visual es afectada
por los siguientes factores:Contraste
Agudeza Visual
Desempeo visual
Eficiencia visual
Se cuantifica como el nmero de caracteres percibidos por unidad de tiempo,o el tiempo en ver detalladamente un carcter.
El desempeo mejora con mayor iluminacin, por lo que el tiempo pararealizar actividades visuales complejas disminuye con una mejor iluminacin
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VisinLa visin solo depende de la luz. El ojo se encarga de convertir la luz enseales que son interpretadas por el cerebro. La habilidad visual es afectada
por los siguientes factores:Contraste
Agudeza visual
Desempeo visual
Eficiencia visual
Es el grupo de habilidades visuales comopercepcin de profundidad, percepcin delcolor, movimiento del ojo y velocidad para
enfocar.
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Objetivos:
Mejorar esttica de edificacin y su interior
Confort visual, bienestar del ocupante,
productividad organizacional
Ahorro de energa en iluminacin
Ahorro general de energa
Iluminacin Natural:Indicadores de desempeo
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Variables que impactan lailuminacin natural en los
espacios:
Relacin ventana pared
Transmitancia Visual de ventana
Obstruccin exterior
Altura de ventana
Reflectancia de superficies
Profundidad del cuarto
Espacio interior
Ubicacin del sol
Etapas de Diseo en Iluminacin: Estudio del sitio
Dimensiones y programas Decisiones de envolvente
Seleccin de fenestracin
Estrategia de sombra Coordinacin con Iluminacin
elctrica
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Fuente: NCH Elec. 4/2003
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El indicador de iluminacin natural msutilizado es el Daylight Factor (DF):
Describe la relacin de iluminancia en un
punto particular dentro de un espacio y lailuminancia exterior para las mismacondiciones de cielo.
< 2 % poca iluminacin2% - 5% iluminado en rango optimo>5% altamente iluminado
DF = 100 * Ein / Eext
Indicadores dedesempeo:
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Indicadores dedesempeo:
Daylight Factor
< 2 % poca iluminacin
2% - 5% iluminado en rango optimo> 5% altamente iluminado
Permite comparar visualmente yobjetivamente las diferentesconfiguraciones del diseo.
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Daylight Factor
< 2 % poca iluminacin
2% - 5% iluminado en rango optimo> 5% altamente iluminado
Permite comparar visualmente yobjetivamente las diferentesconfiguraciones del diseo.
Indicadores dedesempeo:
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Daylight Factor
Herramientas de clculo:- Ecotect
- Radiance- Daysim
Desventajas: Se basa en un cielo sombreado No depende de la orientacin Falta relacin con consumo elctricopara iluminacin
sobre/subestima por reflectividadinterna
Indicadores dedesempeo:
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Comparacin deresultados para elDaylight Factor
Indicadores dedesempeo:
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Para optimizar el diseo es necesariointroducir otros indicadores que permitanevaluar diferentes alternativas aseleccionar.
Autonoma lumnica: porcentaje deltiempo ocupado del ao, cuando elmnimo nivel de iluminancia se puedemantener con luz natural solamente.
Ventajas:
Toma en cuenta las condiciones
del cielo para todo el ao. Depende de la orientacin
Caracteriza el potencial de luznatural de un espacio.
Se pueden alcanzar 400 lux100% del tiempo ocupado conluz natural
Se pueden alcanzar400 lux 40% deltiempo ocupado conluz natural
Indicadores dedesempeo:
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Para optimizar el diseo es necesariointroducir otros indicadores que permitanevaluar diferentes alternativas aseleccionar.
Autonoma lumnica mxima:porcentaje del tiempo ocupado del ao,cuando luz directa o con altos niveles deiluminancia estn presentes(deslumbramiento). Se estima como 10xel nivel mnimo requerido.
Los niveles de luz pasan los4000 lux 5% del tiempoocupado
Los niveles de luzpasan los 4000 lux18% del tiempoocupado
Indicadores dedesempeo:
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Caso de Estudio: Edificio Oficina: Sudfrica
Optimizacin de Iluminacin Natural: Evaluar indicadores para el desempeo lumnico del diseo Analizar impacto de muebles para la iluminacin natural
Indicadores:
Daylight Factor: proporcin entre iluminancia interior sobre exterior
Daylight Autonomy: Indica el porcentaje de horas para el que se logra el mnimo de iluminancia (lux)requerido solo con iluminacin natural
DAmax: Indica el porcentaje de horas cuando condiciones de la luz directa o alto nivel de luz estnpresente (es un indicativo de deslumbramiento)
UDI 100-2000: Indica el porcentaje del tiempo en que niveles de iluminacin tienen uso para el ocupante(2000 lux muy iluminado),
kWhr: Indica la energa elctrica ahorrada por el sistema de iluminacin
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Optimizacin de Iluminacin
Natural: Evaluar indicadores para el
desempeo lumnico del diseo Analizar impacto de muebles para la
iluminacin natural
Proteccin solar horizontal
Estantes de luz
Vidrio translucidos
Vidrios doble claros
Aislamiento
Balcones
North facade
South facade
Proyecto de Iluminacin Natural: PJCarew Consulting, South Africa.
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casos de estudio
Optimizacin de Iluminacin Natural:
Daylight Factor
all clear windows
clear windows and opaque panels
Tvis Ventanas Doble : 65%
Tvis Ventanas translucidas: 30%
Reflectividad:
Piso 0.30
Pared 0.70
Techo 0.80
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casos de estudio
Optimizacin de Iluminacin Natural:
Daylight Factor
Observations:
Daylight Factor - 7% of sensor are above 2%
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casos de estudio
Optimizacin de Iluminacin Natural:
Daylight Autonomy Impacto de muebles
Workstation 2
Time: 7 -19 Lux level: 350 lux Power density: 11 W/m2 Area: 681 m2
Workstation 1
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casos de estudio
Optimizacin de Iluminacin Natural:
Daylight Autonomy Impacto de muebles
Observations: DA of sensors fall between 0% and 86%
26% of sensors with DA above 60%
Workstation distribution has an impact on daylight penetration
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casos de estudio
Optimizacin de Iluminacin Natural:
Daylight Autonomy Impacto de muebles
Observations: DA of sensors fall between 0% and 87%
35% of sensors with DA above 60%
Glazing systems transmittance seems low for current design
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casos de estudio
Optimizacin de Iluminacin Natural:
Daylight Autonomy Impacto de muebles
muy oscuro
rangoaceptable
muyiluminado
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casos de estudio
Optimizacin de Iluminacin Natural:
kWh ahorrados debido a iluminacin natural
Workstation 1 Workstation 2 Sensor A: 14.8 kWh/m2 8.5 kWh/m2
Sensor B: 6.4 kWh/m2 5.2 kWh/m2
Sensor B Sensor A
Observations:kWh/m2: 35.1