clase t04.2 iluminacion natural

7/31/2019 Clase T04.2 Iluminacion Natural

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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/


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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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Agudeza Visual

Desempeo visual

Eficiencia visual

Se mide como el tamao ms pequeoque el ojo puede percibir a una distancia.


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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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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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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.



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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



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Comparacin deresultados para elDaylight Factor



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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



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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



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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


Daylight Factor

Observations:

Daylight Factor - 7% of sensor are above 2%


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casos de estudio


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



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



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



muy oscuro

rangoaceptable

muyiluminado


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casos de estudio


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

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