iluminaciÓn natural - facultad de arquitectura, … · permitieron edificios con grandes fachadas...

ILUMINACIÓN NATURALSETIEMBRE 2011

“(...) La arquitectura es el juego sabio, correcto, magnífico de los volúmenes bajo la luz. (...)”

Le Corbusier

Capilla de Ronchamp (1955)

“(…) El Sol es la gran fuente de iluminación de nuestra vida. Debería utilizarse como tal en el diseño de cada

casa. (…)”

F.L. Wright

Museo Guggenheim, Nueva York (1959)

“ (…) La luz natural es la única luz que hace que la arquitectura sea arquitectura (…)”

Louis I. Kahn

Museo de Arte de Kimbell (1972)

OBJETIVOS DE LA ILUMINACION NATURAL

Proporcionar el nivel de iluminación necesario para el desarrollo de la tarea.

Minimizar deslumbramientos y reflejos.

Evitar contrastes en el entorno de la tarea visual.

Difundir la luz mediante múltiples reflexiones en los cerramientos interiores.

Uso del potencial estético y psicológico de la luz natural.

CONSIDERACIONES PREVIAS

A lo largo de la historia los cambios en sistemas estructurales respondían, en parte, al interés por aumentar el ingreso de luz natural a los espacios. En el siglo XIX el desarrollo de la tecnología constructiva en hierro y la disponibilidad del vidrio permitieron edificios con grandes fachadas vidriadas.Con el desarrollo de las lámparas de descarga, nada se investigó sobre la iluminación natural entre los años 50 y 60.Al comienzo de los 70 por razones energéticas, se “redescubrió” la iluminación natural para la iluminación en edificios.

Iglesia de San Martín, Palencia (S. XII) Iglesia de Notre Dame, Paris (S. XII)

CONSIDERACIONES PREVIASElementos estructurales: Románico / Gotico

Iglesia de San Juan de los Caballeros, Segovia (S. XII) Catedral de Aachen, Alemania (S. XV)

CONSIDERACIONES PREVIASElementos estructurales: Románico / Gotico

El Astrónomo - Vermeer (S. XVII) La Lechera - Vermeer (S. XVII)

CONSIDERACIONES PREVIASLos espacios y la luz natural en el S. XVII

Palacio de Cristal, Londres – J. Paxton (1854) Proyecto para Friedrichstrasse, Berlín – Mies van der Rhoe (1921)

CONSIDERACIONES PREVIASLos espacios y la luz natural en los S. XIX y XX

CONSIDERACIONES PREVIAS

Actualmente, con los problemas de escasez de combustible, polución ambiental y necesidades de ahorro energético, se ha visto la necesidad de retomar y ahondar en la iluminación natural.

El hombre promedio realiza el 80% de su trabajo en horas de luz natural.

Un correcto proyecto de iluminación natural exige el diseño y dimensionado de vanos para la distribución adecuada de luz natural.

VENTAJAS DE LA ILUMINACION NATURAL

La calidad de la luz solar tiene la particularidad de ser dinámica ya que está continuamente cambiando a lo largo del día y de los meses del año.

La visión humana esta desarrollada para la luz naturaly para estos cambios.

Una iluminación natural bien diseñada cumple con las necesidades de altos niveles (500 lux) en un local.

Es posible aprovechar entre un 60-90% del total de las horas de luz natural, lo que nos brinda un gran potencial de ahorro en energía eléctrica en edificios de uso diurno. (Ej. escuelas, oficinas, industrias).

TRAYECTORIA DE LA TIERRA

Movimientos de traslación y rotación

Equinoccio de otoño

Equinoccio de primavera

Solsticio de veranoSolsticio de invierno

RECORRIDOS APARENTES DEL SOL

RECORRIDOS APARENTES DEL SOLProyección estereográfica de los recorridos aparentes

Baraka – R. Fricke (1992)


MONTEVIDEO – 21 JUNIO 6:00 A 18:00 MONTEVIDEO – 21 DICIEMBRE 6:00 A 18:00

N


6:00 hs. 7:00 hs. 8:00 hs. 9:00 hs.

10:00 hs. 11:00 hs. 12:00 hs. 13:00 hs.

14:00 hs. 15:00 hs. 16:00 hs. 17:00 hs.


EL SOL COMO FUENTE DE LUZ

La iluminancia del sol con un horizonte no obstruido puede variar entre 0 y 120.000 lux, dependiendo principalmente de la altitud del sol, de la cantidad de nubes y del nivel de contaminación ambiental.

La eficiencia lumínica de la luz solar depende de la altitud solar, su valor comienza en cero en el horizonte y su uniformidad se incrementa a partir de los 20°, por encima de este ángulo su valor va entre 75 y 120 lm/w (esto varía con la latitud).

Su TCC con el sol directo es cerca de 3.000° K cuando el sol se encuentra próximo al horizonte y 5.800° K cuando el sol está próximo al cenit.

FUENTES

SOL : RADIACION DIRECTA O INDIRECTA

CIELO: PROVENIENTE DE LA BOVEDA CELESTE

EL SOL COMO FUENTE DE LUZRadiación directa, difusa y global

EXTRA ATMOSFÉRICA: fuera de la atmósfera

DIRECTA: procede del sol y depende de su posición

DIFUSA: procede de la atmósfera y es la consecuencia de los procesos de reflexión, difracción, dispersión y absorción

REFLEJADA: procede de la reflexión de la radiación incidente sobre el entornoGLOBAL = DIRECTA + DIFUSA

EL SOL COMO FUENTE DE LUZRadiación directa, difusa y global

CIELO CLARO

Ilum. Directa:

0 - 100.000lx

Ilum. Difusa:

0 - 16.000lx

CIELO PARCIALMENTE NUBLADO

Ilum. Directa:

0 - 55.000lx

Ilum. Difusa:

0 - 45.000lx

CIELO NUBLADO

Ilum. Directa:

0 lx

Ilum. Difusa:

0 - 21.000lx

EL SOL COMO FUENTE DE LUZFuentes de iluminación natural según latitud

Eficiencia variable : comienza en cero en el horizonte y su uniformidad se incrementa a partir de los 20°, por encima de este ángulo su valor va entre 75 y 120 lm/w (variando con la latitud).

TCC variable: 3.000° K cuando el sol se encuentra próximo al horizonte y 5.800° K cuando está próximo al cenit.

Continuo cambio de dirección.

Espectro continuo.

EL SOL COMO FUENTE DE LUZRadiación directa

EFICIENCIA LUMINICA

Para radiación difusa: 1w/m2 --- 125 lm

Para radiación directa su eficiencia varía en función de la altura del sol

EL SOL COMO FUENTE DE LUZRadiación directa

La probabilidad de que Ee sea mayor que la indicada en la tabla es de 84% en el año.

Se considera Ee = 8.000lx como valor base para los cálculos. Dicho valor será superior en el 86% de la jornada laboral (entre 8:00 y las 18:00hs) en el año.

Fuente: bóveda celeste.

Iluminación uniforme.

Eficiencia constante.

Clasificación de tipos de cielo – dependen de localización geográfica, clima de cada región, densidad y uniformidad de nubes y polución atmosferica.

EL SOL COMO FUENTE DE LUZRadiación indirecta o difusa

La CIE ha definido algunos tipos de cielo, entre ellos el Cielo de Luminancia Uniforme (CLU), que es el que se ha adoptado para nuestro país.

Es un cielo en que el sol no es visible y la bóveda celeste tiene una luminancia constante.

Siendo Ee la iluminación que este cielo produce sobre un punto de un plano horizontal, entonces:

πeEL =

EL SOL COMO FUENTE DE LUZCielo de luminancia uniforme

PARA EL CALCULO SE CONSIDERA LA ILUMINACION PROVENIENTE DE LA BOVEDA CELESTE

SE DEBE CONTROLAR EL INGRESO DE LA LUZ SOLAR DIRECTA POR SU GRAN CAPACIDAD LUMINICA QUE PUEDE GENERAR CONTRASTES EXCESIVOS Y DESLUMBRAMIENTO

EL SOL COMO FUENTE DE LUZCielo de luminancia uniforme

EL SOL COMO FUENTE DE LUZOptimización de la orientación

EL SOL COMO FUENTE DE LUZProtecciones contra el deslumbramiento

UNILATERAL

BILATERAL

CENITAL

EL SOL COMO FUENTE DE LUZFormas de captación

Sombras sobre la tarea.

Deslumbramiento, gran contraste.

Buena iluminación sobre la tarea, sin deslumbramiento.

EL SOL COMO FUENTE DE LUZFormas de captación

POTENCIAL ESTETICO

INGRESO DE LUZ POR UNA VENTANA

CONDICIONANTES ARQUITECTONICAS DE LA ILUMINACION NATURAL

Forma del edificio.

Orientación del edificio.

Dimensiones de aberturas.

Localización de aberturas.

Terminaciones interiores.

ELEMENTOS DE CONTROLEXTERIOR

Vegetación

Aleros

Parasoles horizontales / verticales; móviles / fijos

Filtros solares

INTERIOR

Cortinas

Venecianas

VIDRIOS

Selectivos

Reflectivos

ELEMENTOS DE CONTROL EXTERIOR

CONTROL SOLAR EN FACHADAS - INCIDENCIA ESTETICA

Vegetación


Fuente: LBNL, Universidad de California, Berkeley [gaia.lbl.gov]


Aleros y parasoles



Aleros



Parasoles horizontales: fijos - móviles



Parasoles horizontales móviles

Fuente: COLT

[www.coltinfo.co.uk]

Fuente: COLT [www.coltinfo.co.uk]



Parasoles horizontales móviles



Parasoles verticales: fijos - móviles



Filtros solares



Filtros solares

Terminal Buquebus, Buenos Aires



Filtros solares

Fuente: COLT [www.coltinfo.co.uk]



Filtros solares

Fuente: GKD [www.gkd.de]



Filtros solares

Fuente: Ariño Duglass [www.duglass.com]



Filtros solares

Farmaceutica Rossetti, Basilea – Herzog & de Meuron



Filtros solares

Instituto del Mundo Arabe, Paris – J. Nouvel

Bodegas Dominus, San Francisco - Herzog & de Meuron



Filtros solares

ELEMENTOS DE CONTROL INTERIOR

CONTROL SOLAR INTERIOR - INCIDENCIA ESTETICA

Cortinas y venecianas

ELEMENTOS DE CONTROL INTERIOR


Filtros solares

Cupula del Reichstag, Berlin – N. Foster

ELEMENTOS DE CONTROL EN VIDRIOS


Selección de espectro de radiación solar


ELEMENTOS DE OPTIMIZACION

EXTERIORES

Estantes de luz

Aleros Lightshelf

Louvers

INTERIORES

Difusores

Lumiductos

ELEMENTOS DE OPTIMIZACION EXTERIORES

OPTIMIZACION - INCIDENCIA ESTETICA

Estantes de luz

Son superficies reflectoras que dirigen la luz hacia el centro del techo del local.


La superficie superior será de un material sumamente reflejantecomo una lámina de algún metal pulido o un material deTerminación perfectamente blanca.


Aleros Lightshelf


Para evitar o controlar una iluminación excesiva.

Grandes placas, que se interponen entre los rayos del sol y la abertura.


Louvers


Museo de la Fundación Beyeler. Riehen – Renzo Piano


Louvers

ELEMENTOS DE OPTIMIZACION INTERIORES

Son superficies difusoras que reciben la iluminación natural directamente y la reflejan hacia el local en todas las direcciones del espacio, llegando así a puntos donde la luz natural no llega.


Difusores


Edificio de La Caja, Granada – A. Campos Baeza


Difusores


LUMIDUCTOS:

Llevan la luz natural a espacios donde la luz solar no llega por ventanas o es limitada y escasa.

Se compone de tres partes: colector solar, conductor y difusor del sol al ambiente.


Lumiductos



Lumiductos

ELEMENTOS DE CALCULO EN ILUMINACION NATURAL

PORCION DE CIELO VISIBLE

PORCION REFLEJADA EN EL ENTORNO EXTERIOR

COMPONENTE CIELO Y COMPONENTE REFLEJADA EXTERIOR (CC - CRE)


REFLEXION DE TECHOS

REFLEXION DE PAREDES

REFLEXION DE PISO Y AREA DE PISO

AREA, MATERIALES Y POSICION DE ABERTURAS

COMPONENTE DE REFLEXION INTERIOR (CRI)


iluminaciÓn natural - facultad de arquitectura, … · permitieron edificios con grandes fachadas...

Documents