luz natural en la arquitectura

ArquitectosJorge Hernán Salazar TrujilloAlexander González Castaño

Luz Naturalen la Arquitectura

Publicación realizadacon el patrocinio de

DIVISION VIDRIO PLANO

"La materia es luz extinguida. El silencio tiende a expresar algo, pero la luz lo crea, le da forma".

Louis Kahn

La luz natural, aquella que proviene de la bóveda celeste y que iluminó las primeras obras arquitectónicas, hoy requiere ser revalorada luego de casi 130 años de existencia de la luz eléctrica. Gracias a sus características de variabilidad a lo largo del día y en las diferentes épocas del año, la luz natural es uno de los elementos que contribuyen en mayor medida a la expresión de la arquitectura, introduciendo un componente temporal en la obra arquitectónica. "El sabio y correcto juego de los volúmenes bajo la luz" según Le Corbusier, depende precisamente de la luz para ser apreciada y por ello considerar la una sin la otra sólo sería una visión parcializada. La iluminación natural ha sido empleada con fines místicos o pragmáticos en todo tipo de edificaciones desde la antigüedad y hasta nuestros días. Pero es actualmente, donde la valoración de los beneficios cualitativos y cuantitativos de la misma, así como el desarrollo instrumental de los últimos años, se constituyen en posibilidades que otorgan soporte técnico y validez científica al Diseño Lumínico Interior.

La calidad de una obra arquitectónica depende de la capacidad del profesional de lograr la interacción y el desarrollo positivo de variados factores. Un proyecto arquitectónico requiere tal atención en tal cantidad de variables, que así muchas de ellas resulten sencillas, la búsqueda de una solución concertada lleva al arquitecto a enfrentarse a las complejas interacciones que ocurren entre Arquitectura, Medio Ambiente y Sociedad.

La consideración simultánea del mayor número de variables que puedan influir en la calidad del objeto diseñado es la historia misma de la técnica arquitectónica. Hace años que estabilidad, economía y sismo-resistencia fueron asimiladas al cuerpo disciplinar de nuestra profesión, hoy la vida útil del edificio, la gestión ambiental, los recursos energéticos, la ergonomía y el bienestar de usuarios y residentes son aspectos que intervienen en el diseño arquitectónico y que requieren del desarrollo instrumental de herramientas y procedimientos que permitan conocer a fondo los fenómenos relacionados y sus interacciones.

Compromisos medio ambientales que han generado una impronta en la arquitectura contemporánea y que trazan los rumbos para su futuro, van orientados hacia el desarrollo de una Arquitectura de Alta Calidad Ambiental, que vaya más allá de la moda ecológica y la crisis medio ambiental, que plantee y proponga opciones de habitar el

Prefacioterritorio acorde con los imperativos de sostenibilidad y calidad de vida.

No obstante este Imperativo Ambiental supera el plano actitudinal y enfrenta a los arquitectos del presente a interrogantes relacionados con la puesta en práctica de esa mejor arquitectura, pues muchos de los métodos de trabajo y herramientas para la sostenibilidad todavía están por desarrollar.

En este trabajo de investigación y desarrollo dirigido a arquitectos, diseñadores y en general al gremio de la construcción, se abordan los aspectos cuantitativos y cualitativos de la luz natural en la Arquitectura. Apoyándose en los desarrollos que desde hace más de 50 años han sido realizados por arquitectos e ingenieros de todo el mundo en este campo y aprovechando los avances tecnológicos de la informática y la electrónica, se desarrolló un instrumento de análisis y cálculo aplicable al diseño lumínico de espacios interiores.

La meta ha sido fomentar el aprovechamiento de un recurso natural que además de abundante, tiene importantes implicaciones ergonómicas y energéticas para la arquitectura del futuro, además de las importantes incidencias formales, espaciales y de diseño que la luz natural ha tenido desde el origen mismo de la Arquitectura.

Arq. Jorge Hernán Salazar TrujilloArq. Alexander González Castaño


Resena Historica

Nuestros ojos, que la naturaleza "diseñó" para distinguir las variadas intensidades de luz de nuestro entorno, captan la diferencia de intensidad lumínica entre los objetos. La percepción de estos "juegos" de luz y sombra ocasionados por las rugosidades de los cuerpos y los volúmenes de los edificios, paradójicamente, dependen de la sombra como ausencia de luz y única señal que nuestros ojos registran. Cuando la luz natural penetra la piel de una edificación a través de sus vanos, llena de matices, texturas y colores cualquier ambiente interior. Para la mayor parte de los seres humanos, cuya relación con el mundo exterior es mayoritariamente visual, la percepción de la espacialidad esta íntimamente atada a la experiencia lumínica.

En la antigüedad la escasez de fuentes artificiales de iluminación, propició el aprovechamiento de la luz natural. A pesar de las limitaciones estructurales y constructivas de antaño; los griegos y egipcios se ocuparon de los efectos visuales de sus edificaciones, en particular en sus construcciones funerarias y religiosas. Tal es el caso del templo de Abu Simbel, construido por Ramses II hacia el 1250 a.c., que fue dedicado a los dioses principales de Heliópolis, Menfis y Tebas.

Vista interior en el templo de Ramses II. Abu-Simbel, Egipto.Foto Arquitecto Ader A. García C.

Nave central de iglesia bizantina en Ravenna, Italia.

Introduccion

3Luz Natural en la Arquitectura - Salazar/González. Arquitectura Bioclimática

Con la asombrosa profundidad de 55 metros, las esculturas de piedra de los dioses y del mismo Ramses II son alcanzadas por los rayos de sol de la mañana.

La cultura Cretense, considerada la primera en haber aprovechado la luz natural mediante la construcción de aberturas, en la búsqueda de optimizar la captación de luz en el interior utilizó dimensiones de vano similares a las actuales.

A medida que los avances en técnicas y materiales hicieron posible la conformación de nuevas espacialidades, surgieron ejemplos dramáticos del uso de la luz natural en la arquitectura, desde entonces las vinculaciones entre arquitectura y luz natural han sido abundantes y enriquecedoras. El pragmatismo de la arquitectura romana ejemplarizada en el óculo central del Panteón de Roma (120-124 d.c) o la poética y el misticismo de cualquier catedral gótica, son pruebas de cómo durante largos siglos luz natural y arquitectura fueron dos conceptos inseparables.

La historia de la arquitectura moderna tiene multitud de maestros y obras que dieron gran protagonismo a la luz natural en la configuración del espacio interior: Asplund, Aalto, Kahn, la propuesta de Wright del "plano abierto", Le Corbusier con el "plano y la fachada libre". Todos ellos introdujeron a la Arquitectura nuevas sensaciones y experiencias espaciales, apoyados en la potencia sensorial que tiene el fenómeno lumínico.

Capilla de Notre-Dame-du-Haut en Ronchamp.Apreciaciones de Le Corbusier acerca de las diferenciasexistentes entre la iluminación propiciada por ventanas

verticales y horizontales.Imagen intervenida digitalmente a partir

de un dibujo tomado del libro de Guillermo Yáñez.

reducción de la beneficiosa influencia psicológica y estimulante que la luz natural presenta sobre los seres humanos. De esta forma, llevados por la ansiedad de conseguir una iluminación uniforme, se comenzó a sustituir la iluminación natural por la artificial, hasta el punto de construir grandes contenedores cerrados totalmente al exterior que eran el soporte para las más diversas actividades. Este lamentable camino se vio animado en gran parte por el avance y desarrollo de los sistemas de iluminación artificial, la reducción en los costos de la energía en aquella época y el auge del acondicionamiento mecánico de aire para interiores que "obligó" a una reducción del tamaño de las aberturas para reducir las cargas térmicas ocasionadas por fachadas con alta incidencia solar.

El progresivo hermetismo de los edificios se vio abruptamente cuestionado, en primera instancia por la crisis energética en la década del 70 y, a continuación, por la crisis ambiental. Para finales del siglo XX e inicios del siglo XXI el escenario ha cambiado notablemente; el imperativo ambiental y los altos costos de la energía reclaman de la arquitectura contemporánea y futura el compromiso de satisfacer las necesidades de la sociedad sin comprometer los recursos necesarios para que las sociedades del mañana también puedan hacerlo. Para cualquier arquitectura que pretenda alcanzar una Alta Calidad Ambiental resulta irrenunciable tomar una postura clara frente al tema de la luz natural. El esfuerzo por obtener un balance positivo entre bienestar y ahorro energético ha llevado a reevaluar las relaciones entre iluminación natural e iluminación artificial, que se habían establecido durante las décadas precedentes.

De lo Cualitativo a lo CuantitativoActualmente, se reconoce que al valorar solamente el aspecto cuantitativo de la luz natural se niegan muchas de sus posibilidades expresivas y sensibles. A lo largo de la historia y especialmente desde principios del siglo 20 hasta la década de los años 50, la iluminación natural se valoró desde sus aspectos cualitativos y cuantitativos. Se cuidaba la obtención de niveles de intensidad lumínica adecuados para el desarrollo de las actividades y tareas que se realizaban dentro de un espacio, pero también se potenciaban los valores expresivos de la interacción entre la luz y la forma dentro de la inmensa variabilidad de intensidad y color que posee la luz natural.

El manejo cuantitativo de la luz tomó gran auge dentro de la arquitectura moderna, especialmente por el interés de garantizar "niveles uniformes de iluminación interior", lo que llevó a la abstracción del fenómeno lumínico y a la

Una obra como la capilla de Notre-Dame-du-Haut en Romchamp Francia, construida por Le Corbusier entre 1950 y 1954, es un paradigma acerca de ese cuidado por el diseño del ambiente lumínico, en este caso, permitiendo la entrada de luz por aberturas de diferentes tamaños y a través de vidrios de diferentes colores que, combinados con una grieta de luz, da la sensación de una cubierta flotante, imprimiéndole al visitante una atmósfera particular.

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Al hablar de diseño, se implica lo humano como presencia que modifica los posibles elementos o variables existentes. Los recursos tecnológicos y científicos de la actualidad, nos hacen posible considerar la luz como algo diseñable y no como el resultante incontrolado y espontáneo de la interacción de los contenedores arquitectónicos y el sitio donde se emplazan. La calidad lumínica ya puede ser diseñada; el cambio de paradigmas ha incorporado la sostenibilidad, la rentabilidad y el bienestar humano como nuevos compromisos a ser satisfechos por la arquitectura de hoy.

Diseno Lum nico Interior

Principios del Diseno Luminico

Un adecuado diseño lumínico parte del interés de aprovechar la máxima superficie del edificio y el mayor número posible de horas de luz natural de las que se disponga en el lugar donde se ubica o ubicará el proyecto. Para recintos pequeños y en proximidad de una fachada se trata de una tarea sencilla, pero para edificios y locales de mucha profundidad será necesario el empleo de técnicas, diseños o dispositivos específicos de captación y distribución de la luz natural. Aunque las condiciones del edificio o el lugar no hagan posible alcanzar niveles de iluminación natural suficientes durante algunas horas del día y en algunas profundidades o puntos dentro del edificio, esto no debe ser argumento para no propiciarla, ya que la iluminación natural entendida en términos de ahorro de energía, siempre será útil si se combina adecuadamente con sistemas de iluminación artificial que complementen correctamente los aportes naturales. Dentro de estos principios básicos a considerar para un adecuado aprovechamiento lumínico vale mencionar:

Permitir la obtención de los niveles de iluminancia suficientes para las labores que se realizan dentro de un espacio. Las intensidades adecuadas para cada actividad están especificados en las normas y códigos de salud ocupacional del país, tal como se profundiza en el capítulo 7 sobre Normativa y Ahorro Energético.

Luz Natural en la Arquitectura - Salazar/González. Arquitectura Bioclimática

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Garantizar que la búsqueda de una mayor iluminación natural no dé como resultado espacios desprotegidos de la radiación solar directa.

Evitar reflejos que puedan provocar deslumbramiento y dificulten las actividades a realizar, ésto se logra con un adecuado manejo de elementos difusores y superficies que controlen los máximos valores de intensidad lumínica provenientes desde el exterior.

Obtener una buena relación interior-exterior, generando así un ambiente más saludable en el aspecto psicológico. Esta relación, apropiadamente balanceada, puede ser con el paisaje o con el mismo cielo, cuidándose de no generar distracción para los habitantes.

Establecer criterios en cualquier ámbito de diseño, no deja de ser una actividad que pueda imponer posibles limitaciones a una actitud proyectual espontánea y personal. Sin embargo, los parámetros expuestos no están dirigidos a la obstaculización del trabajo, sino que conducen a proyectos en los cuales la luz natural se expresa con plenitud, es útil para los ocupantes y no ocasiona problemas o dificultades que pudieran requerir soluciones o reparaciones posteriores. Del interés de alcanzar niveles adecuados en puntos distantes al perímetro del local y el necesario control de la radiación directa del sol en las cercanías de los vanos o ventanas para impedir el deslumbramiento y disconfort térmico, surge la necesidad de diseñar componentes arquitectónicos que favorezcan lo primero y eviten lo segundo.

Componentes de la iluminación naturalque se presenta en un recinto.

Imagen intervenida digitalmente a partirde un dibujo tomado del libro de Guillermo Yáñez.

La luz que se capta en un punto interior de un local es el resultado aditivo de tres componentes: luz difusa que se obtiene directamente de la bóveda celeste a través de los vanos, luz reflejada por la superficie de los edificios y objetos inmediatos y luz reflejada en las superficies interiores del local.

Si se trata de un elemento traslúcido influyen especialmente su coeficiente de transmisión lumínica, el color y material de su estructura de soporte y el grado de limpieza. Si se trata de un material opaco los aspectos a considerar son su color, textura y coeficiente de reflexión. En ambos casos los parámetros geométricos del local, especialmente su profundidad y altura, deberán ser analizados considerando las correspondientes interacciones con el color y acabado de las superficies interiores del local así como las propiedades lumínicas de su amoblamiento. Es claro que dentro del amplio universo formal de la arquitectura, resulta difícil e incompleto cualquier esfuerzo de clasificación de los componentes arquitectónicos que estan relacionados con la luz natural.

Aquí se presentan tres grupos representativos: dispositivos para la captación, elementos para la transmisión de la luz y superficies para su control.

Estos tres componentes se ven afectados por múltiples factores, tan diversos como: las propiedades lumínicas de superficies aledañas al edificio, la existencia de elementos que limitan la entrada de luz, el color y la textura del terreno circundante al edificio y el área y ubicación del vano de captación de luz.

Componentes Arquitectonicos

La luz natural que ingresa al interior de las edificaciones se puede clasificar en tres tipos de acuerdo a la ubicación de los dispositivos y zonas utilizadas para la captación lumínica en la superficie envolvente del edificio: Lateral, cuando los vanos se ubican en las fachadas y superficies verticales del edificio, como es el caso de las galerías, ventanas y aleros; Cenital, cuando la iluminación natural se obtiene a través de vanos y lucernarios ubicados en la cubierta por medio de sistemas traslúcidos como vidrios, tejas, tragaluces o monitores que se pueden combinar con dispositivos cuyas características geométricas permiten la difusión de la luz natural, tal es el caso de los patios internos, los buitrones de iluminación y los atrios acristalados. Por último, la iluminación combinada, cuando se emplean ambos sistemas para obtener un

Dispositivos para la Captacion

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Características de la luzreflejada de acuerdo a laspropiedades superficialesdel material iluminado.

Arriba se representa el efectode reflexión propia de un

espejo, seguidamente los brillospropios de materiales pulidos ypor último el efecto de difusiónde una superficie lambertiana,

en la cual no es posibleidentificar la dirección

de donde proviene la luz.

mejor rendimiento en el interior del local, como es el caso de los invernaderos y los conductos solares.

Son materiales de construcción que cumplen la función de conectar dos ambientes lumínicos, generalmente uno exterior y otro interior, permitiendo el paso de la luz natural de uno hacia otro. Comprenden todo tipo de vanos cerrados o no, con materiales transparentes o translúcidos y que por sus características de tamaño, forma, proporción y posición distribuyen de manera diferente el flujo luminoso por el interior de un local. Tal es el caso de las ventanas y ventanales, las fachadas flotantes, los muros calados, los forjados traslúcidos, los lucernarios y las claraboyas.

Elementos para la TransmisionSon los elementos que regulan la dirección, intensidad y color de la luz natural a través de los dispositivos para la captación. Aquí es posible agrupar desde un elemento de cerramiento tan simple como un vidrio o cualquier otro tipo de material semitransparente. Se encuentran: pantallas flexibles (persianas y cortinas), pantallas rígidas (lamas, celosías, parteluces y parasoles), filtros solares (mallas de sombrío y películas adhesivas) hasta elementos altamente sofisticados como separadores prismáticos, diafragmas o películas holográficas.

Superficies de Control

Todo cerramiento arquitectónico tiene como finalidad primera delimitar una porción de espacio en la cual sea posible desarrollar diversos tipos de actividades, todas ellas relacionadas, directa o indirectamente, con la satisfacción de necesidades humanas. El fragmento de espacio así delimitado podrá mantener unas condiciones ambientales definidas, en función de las variables climáticas y los requerimientos de bienestar que dicho recinto requiera para el cumplimiento de las funciones para las cuales haya sido diseñado. Todos los cerramientos cumplen, en mayor o menor medida, el papel de "membranas de intercambio" entre el exterior preexistente y el recinto interior por ellos definido. La correspondencia interior-exterior condiciona la complejidad tecnológica del cerramiento, por ello, condiciones ambientales y requerimientos funcionales de baja exigencia permiten la utilización de sistemas de cerramiento con una baja complejidad tecnológica, al punto que en muchas circunstancias el cerramiento mismo prácticamente desaparece. A medida que las exigencias y requerimientos del recinto se hacen mayores, o la condición climática reinante en el exterior más rigurosa, las responsabilidades que debe asumir el cerramiento se incrementan; en consecuencia, su complejidad tecnológica se hace progresivamente más elevada.

Lo que sucede afuera, el clima, es para el campo de la disciplina arquitectónica una variable incontrolable, de igual modo los requerimientos al interior del recinto están fuertemente condicionados por las características físicas y biológicas del cuerpo. Por estos dos motivos las posibilidades de control y modificación ambiental con que cuenta la Arquitectura se concentran en esa membrana que delimita los espacios y que se denomina envolvente o cerramiento.

Cerramientos e Iluminacion


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Distribución lumínica característica de tres tipos de abertura; ventanaslaterales, lucernarios y claraboyas.

Imágenes intervenidas digitalmente a partirde dibujos tomados del libro de András Majoros.

Vestíbulo del Palacio de Bellas Artes en Medellín.

Todas las circunstancias y fenómenos que se presentan entre la cara interna y la cara externa de un sistema de cerramiento constituyen el principal recurso tecnológico del que se dispone para obtener condiciones ambientales adecuadas al interior de un recinto. Desde un punto de vista puramente técnico, el diseño de un cerramiento equivale a la cuidadosa selección de materiales, técnicas y geometrías que permitan el intercambio justo de materia y energía entre ambos lados de la envolvente, por este motivo no se puede entender el diseño de dicha membrana sin la comprensión previa de los fenómenos que sucederán simultáneamente a lado y lado de la misma. Su posterior optimización estará enfocada a lograr que estas propiedades se puedan obtener económicamente, con el menor gasto energético posible y minimizando las presiones ambientales que ocasionará el transporte, la manufactura, el mantenimiento, la operación y reciclado del cerramiento y sus elementos constitutivos.

Aprovechamientodel Recurso Luminico

proyecto específico varían sustancialmente; en algunas circunstancias la variable de mayor peso podrá ser el control solar y en otras, el nivel de aislamiento térmico o la reducción de lámparas. Cuando la optimización de cerramientos exige ocuparse del aprovechamiento del recurso lumínico natural con el fin de aprovechar los beneficios y ahorros energéticos que se obtienen de la disminución en el uso de la iluminación artificial, se trabaja en las necesarias modificaciones que debe experimentar el sistema de envolventes para permitir que a los recintos ingrese la luz que sea cuantitativa y cualitativamente adecuada. Esta labor da como resultado una excelente combinación entre las condiciones de disponibilidad del recurso lumínico exterior, las exigencias visuales propias de las actividades que se vayan a realizar a futuro en el recinto y la racionalización del consumo energético por iluminación artificial. Tal como se describió anteriormente, numerosos factores participan y se conjugan en el fenómeno mediante el cual un recinto es iluminado de forma natural; condiciones de entorno, orientación de cada abertura, materiales de acabado exterior e interior, texturas y colores de muebles o sistema de acristalamiento elegido. Algunos de ellos son susceptibles de ser diseñados y optimizados con el fin de que un recinto tenga las propiedades lumínicas apropiadas, pero existe preponderancia de un factor respecto a los demás: las calidades y cualidades lumínicas de un recinto dependen principalmente de las relaciones geométricas que se establezcan entre las zonas donde llega la luz y la aberturas por donde ingresa.

Desde el punto de vista del aprovechamiento de la luz natural, la primera y más importante labor de optimización

, antecede a la elección de los materiales que la conforman o del material translúcido que la cierra. Al dimensionar y posicionar una abertura se han condicionado gran parte de las propiedades lumínicas que tendrá un recinto, al punto que sus acabados, mobiliario y demás dispositivos podrán generar matices, realces y atenuaciones, pero difícilmente modificar sustancialmente propiedades lumínicas fundamentales como son la distribución y homogeneidad lumínica. Los intercambios energéticos entre la fachada y el plano o planos de trabajo están gobernados por un asunto geométrico, por este motivo la decisión primordial es de carácter dimensional, no tecnológico. Cuando se definen el número, el tamaño, la posición y la proporción de las aberturas en un recinto, indirectamente se han definido gran parte de las propiedades lumínicas del éste, razón por la cual el estudio del comportamiento e influencia de

de un cerramiento es el diseño de la abertura

Para la optimización ambiental de un sistema de cerramientos conviene analizar todas aquellas circunstancias y variables que puedan ocasionar, por un lado, afectaciones a las condiciones de bienestar de los ocupantes, por otro, consumos energéticos y presiones ambientales innecesarias. Las condiciones propias del sitio de emplazamiento y los requerimientos de ocupación característicos de la cultura, actividad y expectativas de los ocupantes, modifican este escenario y exigen la definición de prioridades. Habitualmente, las variables a considerar son las mismas, pero su peso relativo en un


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cada una de estas variables resulta tan importante. Si esta tarea se realiza adecuadamente, posteriores refinamientos relacionados con el color y la textura de los acabados, el piso y la disposición del amoblamiento, podrán reforzar algo que comenzó bien encaminado.

Cada material de cerramiento posee unas propiedades de absorción y reflexión lumínica particulares, pero el estudio de estas propiedades rápidamente deriva en el terreno de la física y con frecuencia da poca orientación proyectual acerca del efecto que podrá tener dicho material en caso de ser aplicado a un recinto. La evaluación de las calidades lumínicas de un espacio supera el análisis individual de las propiedades de los elementos que lo conforman para ocuparse de sus características lumínicas como un todo, incluyendo sus particularidades geométricas y espaciales. De esta forma es posible realizar comparaciones, no entre las propiedades de diferentes alternativas de cerramiento, sino entre los efectos que dichas alternativas tienen sobre el aprovechamiento y rendimiento del ambiente lumínico cuyo cerramiento interesa optimizar. Las comparaciones pueden ser realizadas cualitativa y cuantitativamente; las primeras dependen de las relaciones que se pueden establecer entre los valores de intensidad lumínica registrados, las segundas directamente de los datos que se midan o calculen para el recinto en estudio.

Cualidades del ambienteLuminico Interior

Nuestros órganos de los sentidos evolucionaron para captar señales que permiten al cerebro establecer, ante la presencia de un estímulo, comparaciones entre diferentes niveles e intensidades del mismo. El ojo humano no percibe niveles absolutos de iluminación como si lo hace cualquier equipo de medida, sino que permanentemente ajusta la cantidad de luz que llega a la retina para que el cerebro pueda establecer comparaciones entre las intensidades lumínicas que se presentan.

Las grandes variaciones que ocurren en el exterior no son percibidas de igual forma por nuestros ojos, pues los mecanismos de nuestra visión compensan el efecto de variación exterior con un amplio rango de adaptación. Pero condiciones inadecuadas pueden forzar estos mecanismos, ocasionando fatiga y disminución del rendimiento visual. El estudio cualitativo del ambiente lumínico interior es una herramienta para entender esta forma relativa con la que el ojo se adapta a la luz, para ello se definen índices comparativos, valores relativos y

rangos tolerables, todos ellos en función de unos valores de referencia que no son absolutos sino que dependen de las características del recinto en estudio, la disponibilidad lumínica del lugar y la capacidad visual de la persona que observa, por lo que es imposible tener un valor de referencia único y estándar.

Calidades del ambienteLuminico Interior

Existen umbrales operativos por encima y por debajo de los cuales la capacidad de adaptación del ojo resulta insuficiente, condiciones de intensidad del estímulo lumínico que pueden resultar inapropiados para la estructura y diseño de nuestros mecanismos de visión dependiendo de la exigencia visual que presente la actividad a ser realizada y la duración de la misma. El estudio cuantitativo del ambiente lumínico interior es una herramienta para el análisis de un espacio arquitectónico de acuerdo a los umbrales operativos de nuestros ojos, pues exposiciones prolongadas a intensidades lumínicas exageradas o insuficientes son causa de fatigas, enfermedades o daños permanentes de la visión.

Efecto de dispersión lumínica ocasionadopor un vidrio esmerilado.

Cuando se definen el tamaño, la posición y la proporción de una abertura, indirectamente se han fijado la mayor parte de las características lumínicas que tendrán los

Vanos y Aberturas Luminicas


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espacios una vez terminados. Al practicar perforaciones sobre una fachada se han condicionado muchas de las propiedades lumínicas que tendrá el recinto, razón por la cual el estudio del comportamiento e influencia de cada una de estas tres variables resulta tan importante. Como la distribución de la luz en un espacio interior depende de las relaciones geométricas que se dan entre el plano receptor y la fuente lumínica, es posible hallar, de manera regresiva, las características geométricas que debe poseer una abertura para que en el plano de trabajo se den las condiciones de distribución lumínica deseadas.

Tamaño

Como sería de esperar, las ventanas de mayor tamaño permiten el ingreso de mayor cantidad de luz, pero un incremento progresivo del tamaño de las aberturas no ocasiona un aumento proporcional de las cualidades lumínicas del recinto. Por encima de los niveles de referencia un incremento en la intensidad lumínica no se percibe como un mejoramiento del ambiente lumínico, lo que sugiere que existe un tamaño óptimo de abertura en función de las características del recinto a iluminar.

A partir de este tamaño el incremento dimensional no genera beneficios lumínicos apreciables y por el contrario puede aumentar el riesgo de una ganancia solar exagerada. Efectivamente es posible identificar un tamaño óptimo de abertura para un recinto determinado, pero para ello es preciso integrar en el proceso de optimización la ganancia solar que se presentaría a través de la abertura y el aporte lumínico por reflexiones internas.

En todos los casos, y sin importar el área de la abertura, la intensidad máxima se presenta a una profundidad cercana a la altura del sillar. Variar la altura del dintel no desplaza las zonas donde se localizan los valores máximos aunque si influye en los valores que se registran en las partes más profundas del recinto. Por este motivo un conjunto de var ias aberturas dispuestas adecuadamente y que tengan un área total equivalente al de una abertura única, permiten obtener una distribución lumínica mucho más uniforme, pues cada una genera un valor máximo a una profundidad diferente.

Posición

Aberturas que tengan un área equivalente, pero que se hayan posicionado en diferentes partes del cerramiento, permiten el ingreso de una misma cantidad de luz, pero la forma en que se distribuye ésta difiere notoriamente en cada caso. De acuerdo a la profundidad del recinto se puede "sintonizar" la altura de la abertura para que la distribución lumínica obtenida sea adecuada, pero este proceso no puede ser realizado independientemente de otra serie de factores como son la coordinación modular de la fachada y los requerimientos de visual hacia el exterior. Ventanas altas tienen una distribución más homogénea y resultan adecuadas para iluminar las zonas profundas de un recinto, pero presentan un rendimiento pobre en las zonas adyacentes al cerramiento, motivo por el cual no conviene utilizarlas sin el refuerzo de otras aberturas.

De forma similar, para el posicionamiento horizontal de una abertura se deben considerar las propiedades de los materiales de acabado interior, pues desplazar las aberturas hacia el centro del recinto ocasiona una distribución lumínica simétrica y si el material de piso es poco reflectivo la mayor parte de la luz terminará siendo absorbida. En estos casos es mucho más conveniente

esta forma una fracción significativa de la luz que ingresa incidirá sobre una división interior, sí tiene el color y acabado adecuado, permitirá distribuir la luz de un mejor modo por todo el recinto.

desplazar la abertura hacia un costado aunque esto implique reducir las iluminancias en el lado opuesto, de


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Proporción

Aberturas de área equivalente y en las cuales se modifique su proporción permiten el ingreso de idéntica cantidad de luz, pero nuevamente la distribuyen de forma notoriamente diferente. La iluminación en un plano de trabajo horizontal es muy sensible a la variación de las alturas de la alfajía o sillar y del dintel, pero mucho menos sensible a variaciones en el ancho de la abertura, a no ser que interese iluminar zonas muy alejadas del eje del vano. La altura del dintel tiene efectos importantes sobre la cantidad de luz disponible en las zonas profundas y la altura de la alfajía tiene un mayor efecto sobre las zonas cercanas. La altura libre del vano afecta principalmente la uniformidad lumínica de todo el recinto, por ello cuando se diseñan aberturas anchas y de poca altura, se logran focalizaciones que pueden resultar inconvenientes o generar realces y énfasis interesantes, de acuerdo a la destinación del espacio y el ambiente lumínico que interesa obtener. Una ventana esbelta produce una iluminación intensa y puntual en el plano horizontal, mientras que una ancha produce una iluminación suave y difusa.

En las ocasiones en que la abertura es el único elemento arquitectónico destinado a la captación de luz natural, el espesor de la envolvente y en especial las propiedades lumínicas de las jambas, marcos de ventana y umbrales del vano, pueden jugar un papel importante como dispositivos de captación y aprovechamiento lumínico. En la medida en que el espesor del muro se hace menor, la posibilidad de aprovechamiento arquitectónico de estos elementos se reduce, al punto que en muchas ocasiones la abertura como tal es la única fuente lumínica y los dispositivos de captación lumínica resultan inexistentes.

, desde el interior del espacio se logra visualizar parte de los planos que conforman el vano, aumentando la zona de transición entre el interior y el exterior. En estos casos la iluminación provendrá no sólo de la abertura, sino también de estos dispositivos que pueden modificar notoriamente las características lumínicas del recinto. En envolventes con espesores considerables la iluminación interior dependerá tanto de la geometría de la abertura como de las características formales y las propiedades lumínicas de los planos que la conforman. Si en la zona de transición se localizan además elementos de sombreado y protección solar, estos podrán ser diseñados para que además de impedir el ingreso directo de los rayos del sol, tengan un efecto positivo sobre la captación lumínica del recinto.

Pero cuando el espesor de los muros es progresivamente mayor

Cuando interesa aprovechar los beneficios de la iluminación natural manteniendo un ambiente controlado, no necesariamente de forma artificial, se requiere de materiales de construcción que posean una transmisión lumínica elevada. El último componente de la envolvente que tiene influencia sobre el desempeño lumínico de un recinto es el material translúcido que cierra el vano. Es de resaltar que en muchos espacios de transición, como es el caso de los balcones e incluso en algunos espacios interiores en climas poco rigurosos, este tercer componente no se utiliza. Dentro del inmenso abanico de opciones tecnológicas que ofrece en la actualidad el mercado de los materiales translúcidos, se podrían tratar numerosas alternativas de acristalamiento de nueva generación con una versatilidad y posibilidad de regulación superior, elementos que junto con las cortinas, persianas y otros elementos de control interno, conforman un paquete de tecnologías que en algunos aspectos está todavía por explorar. Este conjunto de opciones, que se traslapa con las muchas alternativas de aprovechamiento lumínico propias a los acabados, permiten complementar el desempeño de unas aberturas adecuadamente diseñadas para lograr la optimización energética y ambiental de las envolventes.


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Cerramientos Traslucidos

Dispositivos Luminicos

Complementando los aspectos teóricos que se exponen en este y los capítulos siguientes, a continuación se presentan cinco casos de estudio en los cuales se sintetiza el análisis de las cualidades e intensidades lumínicas que se presentan en varios espacios arquitectónicos con destinación residencial. Las edificaciones fueron seleccionadas con el fin de estudiar de forma comparativa el desempeño y cualidades lumínicas de diversos espacios, de manera que en cada uno de ellos fuera posible hacer un énfasis particular sobre alguno de los aspectos que tienen una influencia significativa sobre la iluminación residencial.

Son los mismos cinco énfasis que se repetirán en los próximos capítulos, pero aplicados en espacios de oficinas, de comercio y educativos, cada uno de ellos identificado con un código de color distintivo.

Cada caso de estudio contiene un encabezado descriptivo y un análisis cualitativo de las caracte-rísticas lumínicas de la edificación y el espacio en estudio. La banda titulada "Ambiente Lumínico Interior" contiene una serie de fotografías que muestran desde afuera y desde adentro la abertura lumínica en estudio, así como el espacio iluminado.

En el encabezado de los casos de estudio se indica la porción del cielo que resulta visible para cada edificación reseñada. Para ello se indica la orientación de la línea normal de la abertura que fue analizada, es decir, la dirección en la que apunta una linea perpendicular al plano de fachada desde el interior del espacio y mirando hacia afuera. Esta información permite estimar el comportamiento de cada abertura frente a la radiación solar directa, facilitando cruzar los analisis aquí realizados con los conceptos de Asoleamiento y Protección Solar enunciados en el libro titulado "Protección Solar en Edificaciones" publicado por Cristalería PELDAR S.A.

En la columna de la derecha se describen los aspectos que están siendo objeto del análisis y la influencia que tienen las particularidades del espacio sobre su calidad lumínica y su funcionalidad.

Iluminacion Residencial. Casos de Estudio


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Control SolarFACHADA AL SUR - VANO RETRASADOMaterial del edificioLADRILLO RANURADOTipo de cerramientoPUERTA VIDRIERA Y CORTINA EN VELOSTipo de VidrioVIDRIO CLARO 5 mm Acabado InteriorESTUCO, PINTURAS AMARILLA Y BLANCA

14:40 14:50 15:05

Se analizó el efecto lumínico de los velos, cerramientos translúcidos que protegen la intimidad y pueden operar como control solar dispersando la luz natural.

Al estar desplegado el velo se transforma en una fuente de luz.

El velo parcialmente recogido genera zonas de sombra.

Los cerramientos traslúcidos cumplen la doble función de proteger de la radiación solar directa y ayudar a controlar el registro visual del exterior. En este caso se estudia un velo que a modo de cortina cubre la puerta vidriera en la sala de un apartamento. La vidriera, retrasada con respecto al paramento del edificio, comunica la sala con una terraza de muros en ladrillo a la vista y piso vitrificado.

En el espacio analizado, que tiene un ancho de 3,20 mt y una profundidad de 6,0 mt, se integran dos actividades: una zona de estudio y un estar. La pared del fondo y el cielo son lisos y en color blanco y el piso es de cerámica brillante color marfil, lo cual favorece el ingreso de luz al fondo del espacio. En la zona de estudio, adyacente a la ventana, hay dos puestos de trabajo que requieren condiciones de iluminación sin brillos en las pantallas y control de los contrastes. Las actividades propias a la zona de estar generalmente tienen menores requerimientos de iluminación, allí los muebles conforman un ambiente lumínico que permite el desarrollo de actividades de descanso sin la necesidad de encender lámparas.

El velo modifica las condiciones de la luz natural, pues generalmente los tejidos dejan pasar la luz pero descomponiendo los rayos visuales por el efecto de dispersión. Esto limita la visual hacia el exterior sin reducir demasiado la iluminación natural disponible en la zona contigua a la puerta vidriera y aumentando los niveles de iluminación al fondo del espacio.

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LOCALIZACIÓN Barrio Laureles - MedellínCircular 2da. #70-24TIPOLOGÍA DEL EDIFICIOVivienda

S 5°WS 5°W

Puerta Vidriera SalaLuz Natural

en la Arquitectura

Edificio San Sebastián de la 70

Dispositivos para el aprovechamiento lumínico

Cerramientos Traslúcidos

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La intensidad lumínica exterior registrada el día 3 de septiembre del 2002 entre las 13:00 y las 14:00 horas osciló entre los 12.000 y 16.000 luxes. Para el cálculo de los factores de distribución de luz natural interior, se tomaron 15.000 luxes como constante de cálculo.

La intensidad lumínica en la zona de estudio estuvo alrededor de 500 luxes, en la zona media entre los 100 y los 200 luxes y en el fondo se registraron valores hasta de 50 luxes. Los valores de luminancia exterior durante la prueba no superaron el promedio de intensidad típica para el cielo sur en Medellín, por ello se puede considerar que este espacio cumple con los niveles de intensidad lumínica requeridas de acuerdo a los valores establecidos por el Código de Salud Ocupacional Ley 02400 de 1979.

Mediante los factores de distribución obtenidos y considerando un rango de 20.000 luxes de luminancia exterior, se simuló la distribución lumínica que tendría este espacio en días de brillo promedio en Medellín. La iluminación sobre el plano de trabajo (0,90 metros) y hasta una profundidad de 2 metros estará entre 300 y 800 luxes. El resto del espacio entre los 100 y los 200 luxes.

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ANÁLISISDE INTENSIDADLUMÍNICA

CONCLUSIÓN

1 mt 6 mt

Plantas

Los cerramientos traslúcidos i n t r o d u c e n a l e s p a c i o modificaciones perceptibles en la distribución e intensidad de la luz natural, especialmente en las zonas próximas a las aberturas luminosas, en donde la dirección y la intensidad del rayo lumínico se ven afectadas por el color y transparencia del velo.

Por el fenómeno de dispersión lumínica los velos y cortinas actúan como pantallas difusoras. Si no tienen un tej ido muy apretado, propician ambientes lumínicos más uniformes.1 mt 6 mt

Secciones

DESEMPEÑO LUMÍNICO

Modulación Alta. Incursión de luz natural con una luminancia exterior de 20.000 luxes.

Modulación Baja. Incursión de luz natural con luminancias exteriores de 10.000 luxes.


15

En la segunda parte, titulada "Análisis de Intensidad Lumínica", se hace un análisis cuantitativo del mismo espacio, utilizando para ello registros de iluminancia obtenidos experimentalmente en el sitio mediante luxómetros digitales programables, registros que fueron posteriormente procesados para facilitar las comparaciones entre diferentes edificaciones. Para dichas comparaciones se utilizaron los dos valores de referencia para obtener las modulaciones alta y baja, a las cuales se le superpusieron unas zonas amarillas que correspon-den a las porciones del espacio que se encuentran dentro del rango lumínico exigido en el Código de Salud Ocupacional, Ley 02400 de 1979 y que se describen con detalle en el capítulo 7, Normativa y Ahorro Energético. La totalidad de las fotografías fueron tomadas en total ausencia de iluminación artificial y ante condiciones de cielo representativas, es decir, que intencionalmente se seleccionaron para el trabajo de campo días ni muy oscuros ni especialmente brillantes.

Como es completamente imposible que las mediciones realizadas en tantas edificaciones durante un período de varios meses contaran con unas condiciones de cielo homogéneas, se aplicó un método desarrollado por los autores, que mediante mediciones simultáneas y utilizando Recintos Portátiles para Pruebas Lumínicas (RPP), permite establecer las constantes de cálculo necesarias para determinar los Factores de Distribución Lumínica que posee cada espacio en estudio. Dichos factores son específicos para cada local y no dependen de las condiciones lumínicas exteriores, condición que permitió a continuación utilizar como valores de referencia 10.000 y 20.000 luxes y simular las intensidades lumínicas que se presentarían en todos los espacios analizados ante unas idénticas condiciones de luminancia exterior. El primer valor corresponde a unas condiciones lumínicas bajas, características de las primeras horas de la mañana y final de la tarde. El valor de 20.000 luxes corresponde a unas condiciones lumínicas medias y suele ser superado, incluso ampliamente en localidades ecuatoriales, durante al menos varias horas al día. Finalmente cada ficha presenta una conclusión que generaliza lo observado con el objetivo de facilitar la aplicación de los resultados del análisis en circunstancias y contextos diferentes. Algunos de los aspectos aquí esbozados, como son el método utilizado para hacer los cálculos y mediciones, los principios y fundamentos de la ergonomía visual aplicada a la arquitectura y la normativa vigente hacen parte del contenido teórico de los capítulos siguientes, en donde son ampliados y tratados con mayor detalle.


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Control SolarFACHADA AL SUR - VANO RETRASADOMaterial del edificioLADRILLO RANURADOTipo de cerramientoPUERTA VIDRIERA Y CORTINA EN VELOSTipo de VidrioVIDRIO CLARO 5 mm Acabado InteriorESTUCO, PINTURAS AMARILLA Y BLANCA

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Se analizó el efecto lumínico de los velos, cerramientos translúcidos que protegen la intimidad y pueden operar como control solar dispersando la luz natural.

Al estar desplegado el velo se transforma en una fuente de luz.

El velo parcialmente recogido genera zonas de sombra.

Los cerramientos traslúcidos cumplen la doble función de proteger de la radiación solar directa y ayudar a controlar el registro visual del exte-rior. En este caso se estudia un velo que a modo de cortina cubre la puerta vidriera en la sala de un apartamento. La vidriera, retrasada con respecto al paramento del edificio, comunica la sala con una terraza de muros en ladrillo a la vista y piso vitrificado.

En el espacio analizado, que tiene un ancho de 3,20 mt y una profun-didad de 6,0 mt, se integran dos actividades: una zona de estudio y un estar. La pared del fondo y el cielo son lisos y en color blanco y el piso es de cerámica brillante color marfil, lo cual favorece el ingreso de luz al fondo del espacio. En la zona de estudio, adyacente a la ventana, hay dos puestos de trabajo que requieren condiciones de iluminación sin brillos en las pantallas y control de los contrastes. Las actividades propias a la zona de estar generalmente tienen menores requerimien-tos de iluminación, allí los muebles conforman un ambiente lumínico que permite el desarrollo de actividades de descanso sin la necesidad de encender lámparas.

El velo modifica las condiciones de la luz natural, pues generalmente los tejidos dejan pasar la luz pero descomponiendo los rayos visuales por el efecto de dispersión. Esto limita la visual hacia el exterior sin reducir demasiado la iluminación natural disponible en la zona conti-gua a la puerta vidriera y aumentando los niveles de iluminación al fondo del espacio.

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LOCALIZACIÓN Barrio Laureles - MedellínCircular 2da. #70-24TIPOLOGÍA DEL EDIFICIOVivienda

S 5°WS 5°W

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Puerta Vidriera SalaLuz Natural

en la Arquitectura

Edificio San Sebastián de la 70


Cerramientos Traslúcidos

La intensidad lumínica exterior registra-da el día 3 de septiembre del 2002 entre las 13:00 y las 14:00 horas osciló entre los 12.000 y 16.000 luxes. Para el cálculo de los factores de distribución de luz natural interior, se tomaron 15.000 luxes como constante de cálcu-lo.

La intensidad lumínica en la zona de estudio estuvo alrededor de 500 luxes, en la zona media entre los 100 y los 200 luxes y en el fondo se registraron valores hasta de 50 luxes. Los valores de luminancia exterior durante la prueba no superaron el promedio de intensidad típica para el cielo sur en Medellín, por ello se puede considerar que este espa-cio cumple con los niveles de intensidad lumínica requeridas de acuerdo a los valores establecidos por el Código de Salud Ocupacional Ley 02400 de 1979.

Mediante los factores de distribución obtenidos y considerando un rango de 20.000 luxes de luminancia exterior, se simuló la distribución lumínica que tendría este espacio en días de brillo promedio en Medellín. La iluminación sobre el plano de trabajo (0,90 metros) y hasta una profundidad de 2 metros estará entre 300 y 800 luxes. El resto del espacio entre los 100 y los 200 luxes.

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CONCLUSIÓN

1 mt 6 mt

Plantas

Los cerramientos traslúcidos introducen al espacio modifica-ciones perceptibles en la distri-bución e intensidad de la luz natural, especialmente en las zonas próximas a las aberturas luminosas, en donde la direc-ción y la intensidad del rayo lumínico se ven afectadas por el color y transparencia del velo.

Por el fenómeno de dispersión lumínica los velos y cortinas actúan como pantallas difuso-ras. Si no tienen un tejido muy apretado, propi-cian ambientes lumínicos más uniformes.

1 mt 6 mt

Secciones





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Edificio Monserrat

Incidencia de los acabados en la calidad lumínica

En una alcoba iluminada a través de una ventana cuadrada de 1.20 mt dividida en dos cuerpos, uno en celosía y otro en vidrio fijo y orientada hacia un vacío interior con revoque liso y pintura color crema, se estudiaron los efectos de los acabados interiores de las paredes. Las paredes son de revoque liso y pintura en colores pas-tel, cielo color blanco y piso en baldosa de grano pulido de color gris claro.

La pared donde se ubica la ventana tiene como acabado hacia el interior pintura de color uva, lo que ocasiona un alto contraste con la fuente lumínica. La luz que ingresa desde el vacío se refleja prin-cipalmente sobre los planos laterales y el cielo ya que estos tienen acabados claros y funcionan como dispersores de la luz.

Al fondo del espacio, que no es muy profundo, la pared de color cla-ro recibe las tonalidades de luz que provienen de las paredes más cercanas a la ventana y por ello su color aparente varía notoriamen-te a lo largo del día. El uso de colores claros y acabado liso refuer-zan este efecto. La elección de colores fuertes para las paredes adyacentes al ingreso de la luz favorece la caracterización del ambiente lumínico interior y matiza el espectro luminoso prove-niente desde el exterior.

LOCALIZACIÓN Barrio Centro - MedellínCarrera 45 #48-43TIPOLOGÍA DEL EDIFICIOVivienda

N 45°WN 45°W

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Ventana en Alcoba

Control SolarPATIO EN LA ZONA POSTERIORMaterial del edificioCERÁMICATipo de cerramientoVENTANA DOS CUERPOS; FIJO Y CELOSÍATipo de VidrioVIDRIO CLAROAcabado InteriorREVOQUE LISO, PINTURA BLANCO Y LILA

14:12 14:37 14:55

Las profundidades típicas y las exigencias visuales propias de las alcobas permiten utilizar un mayor conjunto de opciones al elegir los colores y texturas de las paredes.

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Tonos claros y acabado lisocompensan la absorción

del muro oscuro.

Reflejos en paredes y pisosfavorecen la dispersión

de la luz natural.

Texturas y colores en paredes interiores


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FACHADA EN ESTUDIOFACHADA EN ESTUDIO

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Modulación a 20.000 luxes.


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Secciones



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Plantas

Al aprovechar la reflexión en superficies de color claro y poca textura, como el piso y el cielo, las paredes no juegan un papel decisivo en la iluminación y es posible aplicar en ellas colores oscuros.


CONCLUSIÓNVariedad de colores y texturas favorecen la creación de ambientes lumínicos agrada-bles, pero requieren considerar las interacciones de la luz y los acabados. Elegir adecuadamen-te los tonos, las texturas y los planos de aplicación en relación con las aberturas permite ambientes interesantes sin oscu-recer innecesariamente los recintos.

La luminancia del cielo occidental regis-trada el 6 de septiembre de 2002 entre las 12:00 y las 13:00 horas osciló entre los 12.000 y 15.000 luxes. Para el cálculo de los factores de distribución se consideró un rango de 13.000 luxes como constante de cálculo.

Los registros de iluminación tomados a una altura de 0,90 mt del piso superan los 2500 luxes en la zona próxima a la abertura luminosa. En la zona media se obtuvieron valores hasta los 500 luxes, intensidad que permite el desarrollo de actividades de estudio o lectura según el Código de Salud Ocupacional. Hacia el fondo de la habitación (tres metros), se registraron 150 a 300 luxes, un nivel de iluminación suficiente para no encender lámparas durante el día.

Mediante la curva de factores de distri-bución de esta habitación y una lumi-nancia exterior de 20.000 luxes (valor conservador para las condiciones lumíni-cas de Medellín), se obtuvo una curva de intensidad lumínica con valores entre los 300 y los 600 luxes a una profundidad de 2,20 metros. Esto demuestra la posi-bilidad de elegir colores oscuros en las paredes apropiadas, pues en la zona más oscura de la habitación se superan los 100 luxes.


El ambiente interior tomasu personalidad de la interacción

de muebles y luz natural.

La luz en espacios blancosda mayor protagonismoa muebles y decoración.

Control SolarVENTANAS AL NORTE - ENTORNO VEGETALMaterial del edificioLADRILLO RANURADOTipo de cerramientoVENTANA CORREDIZATipo de VidrioVIDRIO ESMERILADO (Sand Blasting) Acabado InteriorREVOQUE LISO PINTURA COLOR BLANCO

Casa en Urbanización Kalamarí IILa distribución de la luz es muy sensible a la disposición de objetos y muebles, los cuales pueden mejorar o disminuir el rendimiento lumínico de un espacio interior.

Se analizaron en una residencia los efectos de la disposición de mue-bles y objetos que dispersan la luz natural en el interior de una sala de estar con 3,6 mt por 4,0 mt de largo. La luz natural proviene de un patio alargado a manera de callejón interior que tiene vegetación y sombra de las edificaciones vecinas. La luz penetra a través de una ventana con cerramiento en vidrio claro tratado con Sand Blasting. En la zona analizada se encuentran dos tipos de muebles, un sofá tapizado en tela de color blanco dispuesto justo contra el antepecho de la abertura luminosa, el resto del amoblamiento corresponde a una mesa auxiliar de madera y un juego de sillas del mismo mate-rial.

Todo el aporte de luz natural de la ventana se aprovecha por las reflexiones de paredes, el piso y el techo, los cuales tienen acabados en colores muy claros. La disposición de un mueble de color blanco en el antepecho de la ventana logra darle mayor realce al ambiente luminoso del interior. La combinación de colores oscuros en las sillas de madera con tapizados opacos contrastan con el mueble principal.

La mesa central tiene el plano horizontal conformado en vidrio, lo que favorece el ambiente lumínico interior gracias a que refleja la luz, previamente dispersada por el vidrio de fachada, por la cual los rayos de luz no se hacen molestos a la vista pues no ocasionan muchos brillos ni deslumbramientos.

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Ventana en SalaIncidencia de muebles y objetos

en la calidad lumínica

N 45°WN 45°W

11:30 11:40 12:05Sala

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Dispersión lumínica por objetos y muebles


LOCALIZACIÓN Barrio La Mota - MedellínDiagonal 75B x Calle 1 sur 192TIPOLOGÍA DEL EDIFICIOVivienda

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Secciones

Modulación alta a 20.000 luxes.

Modulación baja a 10.000 luxes.

CONCLUSIÓNConsiderar los efectos de la luz natural sobre los muebles es una posibilidad adicional al cuidado en la elección de los acabados y texturas de las pare-des. La combinación de mate-riales y disposición de los obje-tos ayudan a obtener un mayor rendimiento a las posibilidades de la luz natural en el ambiente interior de un espacio.


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El sofá blanco, brillante y redondeado, esta junto al antepecho de la ventana, posición en la cual opera como una repisa de luz que genera un ambiente agradable en la sala y gran contraste con el resto del mobiliario.


La luminancia exterior registrada el día 3 de septiembre de 2002 entre las 10 y las 11 horas osciló entre los 8.000 y 18.000 luxes. Para el cálculo de los factores de distribución se utilizó 12.500 luxes como rango de cálculo.

La intensidad lumínica interior fue medi-da a una altura de 0,70 mt. del piso. En la zona adyacente a la ventana se regis-traron valores hasta los 1.400 luxes, en la zona media se registraron valores entre los 300 y los 500 luxes y hacia el fondo del espacio se llegó hasta los 100 luxes. La dispersión de la luz es muy alta en la proximidad a la ventana, espe-cialmente en el primer metro, a partir de allí la intensidad desciende suavemente.

Mediante los factores de distribución lumínica interior y una luminancia exte-rior de 20.000 luxes como rango de intensidad media, se obtuvo una curva de iluminación interior con valores de 300 a 600 luxes hasta una profundidad de 1,50 mt, de allí en adelante las con-diciones se hacen más uniformes, con valores cercanos a los 100 luxes. La zona de uso de la estancia estaría com-pletamente dentro de los rangos de intensidad aptos para el desarrollo de las actividades habituales de una sala.


Control SolarVOLÚMENES LATERALES QUE SOMBREANLA VENTANAMaterial del edificioREVOQUE RÚSTICO Y PINTURA BLANCATipo de cerramientoCUATRO CUERPOS CORREDIZOSTipo de VidrioVIDRIO GRABADO PELDARAcabado InteriorREVOQUE LISO, PINTURA BLANCA Y CERÁMICA

Edificio Brasilia 2El manejo de utensilios cortopunzantes y objetos calientes hacen de las cocinas espa-cios domésticos donde se presentan condi-ciones de alta exigencia visual.

La zona de cocina y arreglo de ropas se encuentra iluminada y ventila-da mediante una ventana corrida a una altura de 1,60 mt y cerramien-to en vidrio grabado que comunica con un vacío abierto hacia el orien-te. Las dimensiones de este espacio son de 6,50 mt por 3,00 mt. En el sector próximo a la ventana se encuentran los aparatos propios a una zona de ropas y al fondo se presentan dos zonas diferenciadas; una para la preparación de alimentos y un comedor auxiliar.

Las paredes tienen revoque liso y pintura blanca, el resto de superfi-cies: la baldosa de grano, los enchapes cerámicos de la zona de ropas, el mesón de trabajo en acero inoxidable y los muebles de cocina, son todos extremadamente brillantes, lo que compensa la gran absorción lumínica que ocasiona el techo en madera. La altura de la ventana favorece la penetración de luz natural hasta el fondo del espacio, lo que hace innecesario encender lámparas en días que tengan condicio-nes lumínicas normales. La zona de preparación de alimentos cuenta con un refuerzo de luz artificial, pues aunque la intensidad lumínica es suficiente, es imposible que no se presenten sombras que podrían propiciar un accidente.

El difusor lumínico, en este caso un vidrio grabado, genera un ambien-te interior más uniforme; al dispersar la luz natural se controla la inci-dencia de rayos solares durante las horas de la mañana, los cuales podrían generar disconfort por reflexión en las superficies brillantes que hay al interior.

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Ventana en CocinaDistribución y homogeneidad lumínica

14:40 14:50 15:05

S 70°WS 70°W

En zonas profundas ventanas altas distribuyen mejor la luz.

Efecto del vidrio grabado,habitualmente usado solo

para lograr privacidad visual.

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Iluminación doméstica de alta exigencia visual


LOCALIZACIÓN Barrio Suramericana - MedellínCarrera 64c #48-43TIPOLOGÍA DEL EDIFICIOVivienda

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Plantas

CONCLUSIÓNLa intensidad lumínica es exce-lente pero no cumple con los requerimientos para realizar tareas de alta exigencia visual. Por ello hay refuerzo con lámpa-ras en las zonas donde se reali-zan cortes y se manipulan reci-pientes calientes. La combina-ción de ventana corrida, vidrio grabado y acabados brillantes es exitosa, circunstancia reforzada con una distribución que no genera obstrucción ni sombras.

El lugar tiene condiciones lumínicas óptimas para la preparación de alimentos. La luz natu-ral está bien distribuida, efecto logrado por la ventana alta y corrida y el tipo de vidrio utiliza-do en el cerramiento.



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1 mt 6 mt

Secciones

Modulación Alta. 20.000 luxes.

La intensidad lumínica registrada el día 28 de agosto de 2002 entre las 13:00 y las 14:00 horas en el cielo oriental de Medellín permaneció sin mayores variaciones en los 15.500 luxes, rango de referencia utilizado para el cálculo de los factores de distribución aquí presentados.

Las mediciones, realizadas a una altura de 0,90 mt del piso, registraron el comportamiento de las ventanas altas. En la proximidad al muro se registraron valores que van de los 100 a los 500 luxes, hasta 1.000 luxes se registraron entre los 0,5 mt y 1,0 mt de profundidad y a partir de este punto la curva de iluminación descendió hasta llegar a cerca a los 100 luxes en la parte más profunda. Los niveles de intensidad r e g i s t r a d o s s a t i s f a c e n c a s i completamente los requerimientos de la cocción, especialmente porque rangos de luminancia exterior mayores a 15.000 luxes se presentan entre las 8:00 y las 17:00 horas, aún en días de poca luminosidad.

Al modular los factores de distribución con una intensidad lumínica exterior de 20.000 luxes, los niveles interiores llegarán a 300 - 600 luxes hasta los 2 metros, el resto del espacio permanecerá entre los 100 y 200 luxes.


Modulación Baja. 10.000 luxes.

Control SolarPATIO PROFUNDO EN LA ZONA POSTERIORMaterial del edificioGRANIPLAST COLOR HUESO Y LADRILLO LISO RANURADO Tipo de cerramientoPUERTA VIDRIERA CORREDIZA. CUATRO CUERPOS Tipo de VidrioVIDRIO CLARO 6mm Acabado InteriorLADRILLO RANURADO Y MURO CON REVOQUE LISO

Edificio Alix

Algunos espacios interiores aprovechan la luz natural que ingresa a través de patios y terrazas adyacentes. Por tratarse de iluminación indirecta, en estos casos los acabados y texturas adquieren gran relevancia.

En un apartamento iluminado a través de un patio profundo se realizó una evaluación de las condiciones de iluminación natural dadas por el patio y sus acabados originales. A continuación se hizo un análisis comparativo con los resultados luego de una reforma arquitectónica que buscaba mejorar las condiciones originales.

El espacio analizado corresponde a la zona principal de un apartaestudio orientado hacia el noroeste y cuya iluminación depende completamente de la luz que ingresa a través de un patio cerrado con un muro de 7,0 mt de altura, lo que ocasiona una línea de no-cielo muy alta. Los acabados del patio son ladrillo ranurado liso y el piso es en baldosa cerámica vitrificada. La habitación tenía dos espacios contiguos separados por una puerta vidriera. Los espacios estaban claramente definidos; uno interior con acabados en revoque liso y piso en madera, el exterior cubierta en teja de barro y paredes y piso con los mismos acabados del patio.

Las condiciones de luz natural en este espacio están condicionadas por la profundidad del mismo y por los reflejos que puedan llegar hasta el fondo del salón, donde un muro con altura de 1,20 mt lo separa de la zona de servicio. En la zona exterior los acabados en colores opacos y mucha textura no permitían mayores reflejos hacia la zona interior, la que permanecía bastante oscura y requería encender lámparas para realizar cualquier actividad a cualquier hora del día.

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Puerta Vidriera a PatioInfluencia del entorno

en el recurso lumínico disponible

N 50°WN 50°W

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Ambiente lumínico original,tenues reflejos de las paredes

de ladrillo.

Zona adyacente al patio,donde se contaba conuna mejor iluminación.

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Iluminación a través de espacios adyacentes


LOCALIZACIÓN Barrio Laureles - MedellínCalle 35 #76-56TIPOLOGÍA DEL EDIFICIOVivienda

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Para realizar el análisis comparativo del comportamiento de la luz natural en este espacio, se hicieron mediciones de intensi-dad lumínica antes y después de las refor-mas. Todos los registros se hicieron a una altura de 0,90 mt del piso. Los resultados se presentan en dos columnas de gráficas, la izquierda muestra el comportamiento lumínico del espacio antes de la reforma, datos de julio 11 de 2002 entre las 14:00 y las 15:00 horas. La columna derecha corresponde al mismo espacio después de las reformas, datos de Agosto 28 de 2002 en el mismo rango horario que la muestra anterior.

Las comparaciones demuestran el notorio cambio en las condiciones de iluminación. Al calcular los factores de distribución esta diferencia se hace más perceptible, espe-cialmente en la forma de la curva que revela el efecto de la claraboya que refuerza lumí-nicamente la zona media y profunda.

, también se puede constatar el efecto de los cambios de acaba-dos en el patio y la habitación.

Con las modulaciones de luz natural y apli-cando un rango exterior de 20.000 luxes, se facilitan las comparaciones directas acerca de la efectividad de la reforma realizada.

Aunque se nota menos

1213

ANÁLISISCOMPARATIVO


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Se unificaron los espacios separados por la vidriera, la cual se desplazó hacia la entra-da del patio. Se modificó la textura del piso, se revocó y pintó la pared lateral y se instaló una claraboya para captar luz cenital en la zona media.

REFORMA INTERIOR

CONCLUSIÓNReformar en pro de un mejor ambiente lumínico interior repre-senta para la arquitectura interior una valorización en términos de una mayor habitabilidad de los espacios. Esto se refleja en una mejor apropiación de estas zonas y notorios ahorros energéticos. La luz natural es un recurso abundan-te, gratuito y altamente decorati-vo, que además tiene importantes beneficios ergonómicos para las personas.

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Plantas

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Secciones

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Distribución lumínica antes de las reformas.

Distribución lumínica después de las reformas.

La reforma arquitectónica aumentó el ingreso de luz natural, especialmente en la zona media. Las condiciones de iluminación en la zona profunda mejoraron gracias a las modi-ficaciones en acabados de algunas paredes.


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Según los factores de distribución lumínica obtenidos después de la reforma realizada al apartaestudio y un rango de 20.000 luxes de luminan-cia exterior, se realizó un análisis de la intensidad de la luz natural que se presentan en este espacio en días de brillo promedio para Medellín.

Intensidades lumínicas entre los 300 y los 600 luxes son adecuadas para el desarrollo de actividades de lectura hasta una profundidad de 3,80 mt aproximadamente. En el resto del espacio se presenta valores de luz natural entre los 50 y los 200 luxes, rangos que aun son operativos para el ojo humano sin necesidad de encen-der lámparas. Este aspecto que se explica con detalle en el Capítulo 2, donde se trabajan los fundamentos ergonómicos de la luz natural.

Más allá de las consideraciones cuan-titativas que puedan derivarse de las modificaciones realizadas al espacio, cabe destacar la calidad lumínica lograda, beneficio que eleva la habita-bilidad del espacio.


La fenomenología de lo visual involucra conceptos que por un lado tienen que ver con lo físico de la luz y por el otro con la fisiología humana de la visión. El entendimiento de las interacciones e implicaciones entre luz, espacio arquitectónico y capacidad visual de los ocupantes, posibilita nuevos enfoques relacionados con el análisis y evaluación de la calidad lumínica en el proyecto. Más aún, la exploración de lo visual abre un sinnúmero de posibilidades arquitectónicas, expresivas y sensibles, que se derivan de las características fisiológicas de nuestros ojos. De esta forma, los procedimientos de análisis y cálculo de la iluminación natural en edificaciones se constituyen en herramientas que además de permitir el análisis de aspectos físicos y fisiológicos independientes, pueden ser integrados como parte fundamental e indispensable dentro de la conformación de espacios más saludables, cómodos y apropiados para las actividades que en ellos se desarrollan.

Luz Natural o Luz Dia

La luz es una forma particular y concreta de energía similar al calor radiante, las ondas de radio, o los rayos X, que se desplaza o propaga, no a través de un conductor (como la energía eléctrica o mecánica) sino por medio de radiaciones, es decir, de perturbaciones periódicas del estado electro-magnético del espacio. Se trata de oscilaciones extremadamente rápidas del campo electro-magnético en un estrecho rango de frecuencias que pueden ser detectadas por el ojo humano normal. Lo que nuestros ojos perciben como luz, es una pequeña banda de la radiación comprendida entre

-9los 380 y 780 nanómetros (1nm = 10 mt); la longitud de onda determina su color y cuando un rayo de luz contiene todas las longitudes de onda visibles, esta se percibe como luz blanca.

En zonas cálidas de la región tropical generalmente interesa proveer algún tipo de regulación sobre la


Fundamentos F sicos y Ergonomicos

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“El problema más importante en relación con una biblioteca es el del ojo humano. El ojo es solamente una parte diminuta del cuerpo, pero es la más sensible y quizá la más importante. El concebir una luz natural o artificial que perjudique al ojo o sea inapropiada para su utilización, es hacer arquitectura reaccionaria.”

Alvar Aalto.

radiación solar directa y por ello no se permite su ingreso incontrolado al interior de los espacios, en estas circunstancias el estudio de la iluminación natural considera sólo la componente difusa, a este tipo de luz se le conoce como luz día. Las diferencias existentes entre la calidad de la luz proveniente directamente del sol y la luz difusa son muy notorias, valga resaltar que la intensidad de la primera suele ser muchas veces más potente que la segunda, que su color tiende al amarillo o al naranja y que viene acompañada de radiación infrarroja y ultravioleta; la primera le confiere su alto poder calórico, la segunda su agresivo comportamiento frente a los colores y la salud de nuestra piel.

Imagen tomada de: www.corbis.com.


La luz natural que recibe un local suele ser la mezcla de rayos solares directos y luz difusa, pero la proporción e intensidad de ambos componentes resultan ampliamente variables de acuerdo a la época del año, la hora del día y las condiciones climáticas del lugar. Adicionalmente las calidades y cantidades de luz natural dependen también de otra serie de factores con un alto grado de interdependencia, dentro de los cuales se pueden enunciar las condiciones del entorno, la orientación y tamaño de los vanos, el espesor de los muros, los tipos de cerramiento translúcido, la forma y dimensión del espacio interior, el color y el acabado de las superficies internas. Por este motivo es conveniente realizar un análisis en el que se integren las características del objeto arquitectónico con las particularidades del lugar de emplazamiento, en vez de emprender un estudio particularizado de cada ítem en forma independiente.

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sensaciones físicas y sicológicas. Para la mayor parte de las personas el sentido de la visión constituye la más importante vía de comunicación con el entorno y la luz el principal prerrequisito para que esta comunicación se produzca. El ojo es producto de una larga evolución influenciada por las características de la luz natural diurna y por ello no es casualidad que la respuesta sensible del ojo humano coincida con la franja más representativa de la composición espectral de la luz solar, en consecuencia cualquier sustituto o reemplazo que se intente encontrar, requerirá siempre de un esfuerzo de adaptación que puede ocasionar cansancio e incluso deterioro de la visión. Permanentemente la industria luminotécnica investiga y desarrolla lámparas cuya distribución espectral sea lo más parecida posible a la de la luz natural, tarea nada fácil de lograr y que en la actualidad ocasiona importantes desperdicios de energía.

En la percepción lumínica de un local se presentan en forma simultánea fenómenos físicos y fisiológicos; los primeros referidos a las propiedades de la luz y la interacción de la misma con los objetos y demás componentes del espacio; los segundos, a la percepción que tienen nuestros ojos de los estímulos resultantes de dicha interacción, de carácter individual y, por lo tanto, completamente subjetiva. Algunas de estas magnitudes son cuantificables o mensurables en forma directa y otras susceptibles de ser evaluadas desde un punto de vista cualitativo.

Las tres principales magnitudes físicas a tratar son el flujo luminoso, la iluminancia y la luminancia. La primera corresponde a la cantidad de luz emitida por una fuente luminosa en la unidad de tiempo (segundo), su unidad de medida es el Lumen. La segunda corresponde a la densidad con la que se distribuye dicho flujo sobre una superficie y su unidad de medida es el Lux (lumen/mt²). Por último, la luminancia es el efecto del flujo luminoso cuando éste incide sobre cualquier superficie; dos objetos pueden recibir el mismo nivel de iluminación, sin embargo si uno de ellos posee una mayor luminancia se observará con mayor claridad que el otro. Nuestros órganos de los sentidos evolucionaron para captar señales que permitan al cerebro establecer ante la presencia de un estímulo comparaciones entre diferentes niveles e intensidades del mismo. El ojo humano no percibe niveles absolutos de iluminación como si lo hace cualquier equipo de medida, sino que permanentemente ajusta la cantidad de luz que llega a la retina para que el cerebro pueda establecer comparaciones entre las intensidades relativas de luminancia que se presentan; percibimos diferencias de luminancia, no niveles de iluminación.

Ergonomia VisualLa visión es el proceso por medio del cual se transforma la luz en impulsos nerviosos capaces de generar


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Las principales magnitudes fisiológicas relacionadas con la ergonomía de lo visual son campo, contraste y uniformidad. El campo visual corresponde al entorno que percibe una persona sin mover la cabeza ni los ojos y es la región del espacio desde la cual es posible percibir luminancias, tiene una amplitud aproximada de 120° en los planos horizontal y vertical y a su vez se puede dividir en tres según la capacidad de percepción; Campo de visión neta en el que se da una visión precisa, Campo medio en el que se aprecian fuertes contrastes y movi-mientos y Campo periférico en el cual sólo se distinguen objetos en movimiento. El confort y la eficiencia visual se logran mediante el control de las condiciones de iluminación dentro de cada una de estas zonas.

Campo de visión neta para personas de pie y sentadas.La amplitud de dicho campo visual tiene una variación

aproximada de 5° de acuerdo a la posición de la persona.

El contraste corresponde a las variaciones relativas entre los diferentes niveles de iluminación que se encuentran dentro del campo visual, un excesivo contraste puede ocasionar deslumbramientos que generan molestia, interferencia con la visión o fatiga visual. La uniformidad es una cualidad necesaria para que las condiciones lumínicas de un recinto sean acordes con la capacidad de adaptación de la pupila ante variaciones en la intensidad lumínica: ambientes con muy poca uniformidad obligan a permanentes acomodaciones por parte del ojo y pueden ocasionar fatiga visual.

Contrariamente a lo que se podría esperar, un ambiente con una uniformidad lumínica muy elevada tampoco es conveniente, pues carece de acentos, dificulta el reconocimiento de los objetos y genera un empequeñecimiento aparente de los espacios.

Superar el plano de lo exclusivamente cuantitativo permite abordar de una forma ampliada conceptos

cualitativos como la seguridad y el confort para integrarlos a aspectos cuantificables como son la productividad y la eficiencia visual. Una presentación a profundidad de estas y otras magnitudes, así como un necesario análisis de algunas de sus interacciones, hacen parte del capítulo final. Sin embargo, las magnitudes básicas descritas hasta el momento son suficientes para abordar los conceptos de confort y eficiencia visual.

Aspectos como la distribución de la iluminación, los brillos y contrates, la reproducción cromática, la definición de los perfiles de los objetos y la profundidad deben ser estudiados y puestos en común para no atentar contra la salud e integridad de las personas. El adecuado diseño de las condiciones lumínicas en un espacio permite ofrecer las garantías mínimas para que las personas que usan los espacios puedan realizar las actividades normales que allí se prevean. Ocuparse de la ergonomía visual implica no sólo asegurar la cantidad de luz presente en un espacio, sino por dónde entra, cómo se refleja y qué color tiene, entre otras características. Algunos aspectos fundamentales relacionados con las personas y que influyen en los niveles de seguridad de los ambientes son la edad, el tipo de luz disponible y trastornos ópticos, entre otros.

Seguridad

Edad

Con el paso de los años la capacidad o agudeza visual de las personas disminuye. Ese deterioro es considerado normal, es una consecuencia de la progresiva pérdida de elasticidad de los músculos del ojo y se conoce como Presbicia. En la iluminación de edificaciones con destinación geriátrica y como mínimo en cualquier edificio público, es necesario facilitar el reconocimiento

Evolución de la agudeza visual con la edad. Mondelo, 1994.

125

100

75

50

25

10 20 30 40 50 60 70 80 AÑOS

AG

UD

EZA V

ISU

AL %


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de las señales y cambios de nivel del piso, por ello es conveniente mantener unos niveles de iluminación y contraste más elevados que en otro tipo de edificaciones.

Respuesta visual nocturna

El rango de sensibilidad del ojo durante las condiciones de iluminación nocturna son diferentes a las que presentan en las horas diurnas; en el día la visión humana percibe con mayor sensibilidad las longitudes de onda comprendidas entre 380 y 780 nanómetros, durante la noche ese rango se desplaza hacia longitudes más altas, en el rango comprendido entre los 400 y 800 nanómetros. Este mecanismo adaptativo de la visión humana le permite ajustarse a las características espectrales de la luz nocturna y se manifiesta como una pérdida de sensibilidad en los tonos azules y violetas.

Sensibilidad relativa y longitud de onda.Mondelo, 1994.

Enfermedades de los ojos

Distintos tipos de defectos ópticos en el órgano de la vista crean condiciones particulares en la manera como las personas usan la iluminación para realizar sus actividades. Las personas con miopía concentran su campo visual muy cerca de la cara y por lo tanto se preocupan por mantenerlo adecuadamente iluminado, prefiriendo una iluminación concentrada.

Contrariamente, personas con hipermetropía tienen su campo visual más alejado de su cuerpo y son más sensibles a las condiciones generales de iluminación. Quienes padecen de astigmatismo suelen ser mucho más sensibles a los brillos y reflejos que una persona con visión normal.

Las condiciones frente a las cuales las personas no manifiestan molestia alguna por causa de la iluminación siempre son subjetivas y dependen estrictamente de una respuesta individual con muchos determinantes, algunos de ellos tan complejos como el ambiente cultural de donde proviene el individuo. Por ejemplo, quienes viven junto al mar desarrollan capacidades para distinguir tonalidades de azules que no posee alguien que provenga de un desierto o una zona montañosa. En la iluminación de un espacio se pueden enfatizar sus cualidades o defectos; por ejemplo, espacios longitudinales y profundos con ventanas verticales se perciben como estrechos y oscuros. Adicionalmente, los colores adquieren significados y están ligados a sensaciones sicológicas particulares, de ahí que se hable de colores cálidos y fríos. No se trata de nada nuevo afirmar que la iluminación juega un papel fundamental en la percepción humana de los espacios, pero es conveniente precisar que similarmente a otros campos de estudio del bienestar humano, es imposible garantizar que la totalidad de las personas que ocupan un espacio consideren su condición de iluminación como confortable. Siempre habrá un porcentaje de personas insatisfechas, pero corresponde al diseñador tomar en cuenta las variables implicadas para minimizar el número de individuos que se encuentran dentro de este grupo.

Confort

Está relacionada con las condiciones que brinda la iluminación para que las actividades realizadas se efectúen sin contratiempos imputables a una mala iluminación del recinto. Cuando se hace mención de la productividad es necesario superar la acepción únicamente cuantitativa de la búsqueda en el incremento de lo producido, para integrar al análisis las características de la actividad realizada y el tamaño o movimiento de los objetos que deben ser observados. Estos aspectos condicionan los campos visuales, obligan a concentrar o a ampliar la mirada y pueden ocasionar riesgos de accidente o error durante su manipulación. Las relaciones que se presentan entre el color de los objetos y su contraste con la luminancia del fondo pueden ocasionar deslumbramientos por la presencia de superficies brillantes que molesten la visión y de acuerdo a la duración de la actividad, pueden tener una incidencia notable sobre la fatiga de las personas. Por último, se encuentran aspectos colaterales a aquello que se observa, como es el caso de la necesaria utilización de gafas, filtros y otros dispositivos de protección que pueden limitar o distorsionar los campos visuales.

Productividad

1,0

SEN

SIB

ILID

AD

RELATIV

A

0,8

0,6

0,4

0,2

4000 4400 4800 5200 5600 6000 6400 6800

LONGITUD DE ONDA (A)


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De acuerdo con experiencias y numerosos experimentos relacionados con la percepción visual se han identificado patrones de respuesta más o menos constantes en todas las personas, estos patrones se han denominado Factores de Percepción Visual y se clasifican en dos grupos: factores constantes y factores variables. Los primeros hacen posible la agrupación de objetos al momento de ser vistos, o sea, a ser percibidos como una sola cosa y dentro de esta clasificación se pueden enumerar:

Aspectos Sicologicos de la Vision

La proximidad, en la cual los elementos dispersos tienden a verse integrados.

La semejanza, en la cual los elementos parecidos entre sí se agrupan.

La dirección, en la cual los elementos que siguen cierto orden relativo unos con otros tienden a ser percibidos en secuencia.

Los Factores de Percepción Visual Variables son aquellas tres condiciones en las cuales la percepción visual no es producto de la adición de imágenes, sino que corres-ponden a procesos mentales complejos de interpretación de lo observado:

El Cambio: El valor perceptivo de un objeto simple se modifica de acuerdo al valor perceptivo de los elementos que le rodean. Una circunferencia amarilla sobre fondo negro se ve de diferente tamaño que sobre un fondo blanco.

La Fluctuación: Ocurre cuando un objeto puede dar varias interpretaciones, por ejemplo

desde el cual se le mire: un vaso visto de perfil es un rectángulo, visto desde arriba es una circunferencia, pero aún así, sigue siendo percibido como el mismo vaso. La constancia de medida explica porqué un objeto conocido siempre presenta para la persona que observa la misma dimensión, sin importar desde que tan lejos sea observado: un avión parece hacerse pequeño a medida que se aleja, pero nosotros no lo percibimos así. La constancia de color es similar a la anterior; así como el objeto conocido conserva su tamaño, también conserva su color, es por eso que un conejo blanco sigue siendo percibido de ese color incluso en la noche o con luz de colores.

Esta fenomenología sicológica de lo visual tiene una difícil y con frecuencia imposible cuantificación, acompañada de una alta dosis de subjetividad por parte de quienes diseñan o eligen los objetos, aberturas y cualidades superficiales de los materiales que determinarán la iluminación de cada recinto en una edificación. A pesar de ello, se trata del escenario idóneo para tomar decisiones que puedan comprometer la definición arquitectónica de un ambiente lumínico, pues las implicaciones humanas en el diseño de la iluminación natural y artificial rebasan lo estrictamente funcional y operativo. Iluminar correctamente va más allá de garantizar que las intensidades de iluminación superen los valores de referencia y exige al diseñador integrar aspectos sicológicos para trabajar en el apropiado balance de las interdependencias que se presentan entre los fenómenos físicos y fisiológicos. La meta es que la percepción lumínica de los espacios que habitamos sea sana, segura y confortable.

un cubo dibujado con t o d a s s u s a r i s t a s presenta la dificultad de entender qué cara está adelante o atrás, etc.

La Constancia: Es el v a l o r q u e p e rm i t e identificar un objeto sin importar la forma en que se presenta, hay tres tipos de constancia: del objeto, de la medida y del color. La constancia del objeto es la que explica porqué un objeto siempre se percibe igual sin importar el ángulo

Modelo a escala para estudios de iluminación natural en la Sala de Lectura dela Biblioteca Temática de Empresas Públicas de Medellín. Salazar-García-González, 2004.


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Existen umbrales operativos por encima y por debajo de los cuales la capacidad de adaptación del ojo resulta insuficiente, condiciones de luminancia que dependiendo de la exigencia visual que presente la actividad a ser realizada y la duración de la misma, pueden resultar inapropiados para la estructura y diseño de nuestros mecanismos de visión. La preocupación por obtener un adecuado ambiente lumínico interior comienza con la integración de los umbrales operativos de nuestros ojos, pues exposiciones prolongadas a intensidades lumínicas exageradas o insuficientes son causa de fatigas, enfermedades o daños permanentes de la visión. Espacios arquitectónicos profundos, con una sola fuente lumínica y con acabados interiores poco reflectivos, dan como resultado mucho contraste entre zonas adyacentes de un mismo objeto, sombras muy acentuadas y pérdida de detalle en las zonas menos iluminadas. Por otro lado, que las iluminancias anterior y posterior resulten demasiado parecidas tampoco es conveniente, pues la ausencia de sombras impide el reconocimiento de los contornos y no resalta la tridimensionalidad de los objetos, ocasionando confusiones y propiciando accidentes. El balance entre el contraste y la uniformidad, así como el cuidado por alcanzar sobre los planos de

Principios de IluminacionArquitectonica

trabajo las intensidades de iluminación requeridas, constituyen las dos principales cualidades necesarias para que al interior de un espacio se pueda dar el modelado de los objetos, muebles y personas.

Capitel en una casa de Mompós, departamento de Bolívar.

Las grandes variaciones de iluminación que ocurren en el exterior son moduladas y atenuadas por las aberturas y componentes de todo espacio interior, de forma que cuando la luz llega a los ojos de las personas que ocupan dicho espacio puede encontrarse notoriamente atenuada. Para una persona que se encuentre dentro de un recinto en el cual la abertura de ingreso de luz resulte comparativamente muy brillante respecto a las condiciones de iluminancia del plano de trabajo y que dirija la mirada hacia el exterior, podría distinguir sólo siluetas y percibir la abertura como una región brillante que le impide el disfrute del paisaje exterior. Los mecanismos de regulación del ojo compensan esta variación de luminancias con un amplio rango de adaptación, haciendo posible la visión ante condiciones de brillo muy diversas, por lo que la mayor parte de las veces esta condición ni resulta molesta ni impide el normal desarrollo de las actividades. Pero condiciones arquitectónicas inadecuadas pueden forzar estos mecanismos, ocasionando fatiga y disminución del rendimiento visual.

Efecto de proximidad a la ventana en la cantidad de luz disponible.La visibilidad hacia el exterior desde el punto 1 es notoriamente

mayor que la que se tiene desde el punto 2, a pesar de que ambospuntos se encuentran a una misma altura.

Imagen intervenida digitalmente a partir de un dibujotomado del libro de András Majoros.


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El brillo exagerado del vano es riesgo de casi cualquier recinto que se ilumine naturalmente, pero se aumenta en entornos exageradamente reflectivos y en ciertas orientaciones que facilitan el ingreso de la radiación solar directa al interior del espacio durante algunas horas del día. En un recinto con estas características los ocupantes pueden experimentar deslumbramientos incapacitantes, que generan riesgos de accidente por enceguecimientos momentáneos al desplazarse por el recinto o por modificar la dirección en la que se mira, pero se pueden evitar fácilmente mediante estrategias de iluminación indirecta a través de espacios adyacentes, utilizando dispositivos difusores o sobreiluminando el espacio interior para compensar las excesivas diferencias entre el adentro y el afuera. Si la radiación solar directa incide sobre la fachada y amenaza con ocasionar problemas de bienestar térmico o visual, o de incrementar exagerada-mente los gastos energéticos que ocasionará el sistema

de climatización artificial, es conveniente la utilización de cortinas, lamas, persianas, películas o dispositivos arquitectónicos de protección solar que además de controlar o atenuar la situación, pueden simultáneamente operar como elementos difusores de la luz natural.

Dispositivos arquitectónicos de fachada y sus posibles efectosen las condiciones de iluminación interior.

Imagen intervenida digitalmente a partir de un dibujotomado del texto de Javier Neila.

El flujo lumínico que ingresa al interior de un local es más o menos el mismo para aberturas de igual área, pero las condiciones de iluminación interior pueden diferir sensiblemente entre una y otra abertura de acuerdo a la manera particular en que cada vano distribuye la luz natural que permite ingresar. Por este motivo regularmente el cuidado acerca de la forma y posición de las ventanas debe anteceder al de su progresivo acrecentamiento, pues un vano más grande no significa necesariamente una mejor iluminación. El aumento de la superficie del vano en relación con el área del local, no presenta un aumento proporcional de la iluminación media horizontal en el mismo. Según Kleffner, un aumento de 1/6 a 1/3 de la superficie de las ventanas representa aproximadamente un crecimiento de la

Forma y Posicion de los Vanos

iluminación natural del 60% y no del 100%. Por ejemplo, una ventana localizada en el centro de la pared exterior de un local propicia una iluminación con mayor intensidad y uniformidad que si estuviera dispuesta junto a una pared lateral.

Para aberturas no muy altas y que permiten el ingreso de luz natural simultáneamente a una relación visual con el


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exterior, es corriente que los valores máximos se presenten en su zona próxima. La intensidad de esta iluminación desciende hacia el interior del local dependiendo especialmente de la reflectancia de las superficies interiores, de forma que en el fondo de espacios profundos la iluminación está estrechamente condicionada por las propiedades lumínicas de los acabados, más que por las características geométricas del vano. Cuando interese, la responsabilidad de estas superficies interiores obligará a maximizar las reflexiones de la luz captada por las ventanas mediante acabados brillantes y colores claros que faciliten la obtención de una distribución lumínica más homogénea.

De igual forma, cuando las ventanas comunican a patios interiores es conveniente la elección de acabados claros para sus paredes, ya que casi siempre presentan una menor disponibilidad lumínica como consecuencia de poseer líneas de no-cielo más elevadas que un vano que mire hacia la calle.

En comparación con una ventana de igual área dispuesta horizontalmente, las ventanas verticales facilitan el ingreso de una mayor cantidad de luz hacia las zonas profundas del espacio. En el caso de que esa misma ventana horizontal sea colocada a una mayor altura sobre el piso, habrá una reducción progresiva en la máxima

intensidad lumínica que se alcance en el interior del recinto, efecto que se verá compensado por una distribución más uniforme de luz y una mayor penetración de la luz hacia el fondo del espacio. Es por esta razón que las ventanas más convenientes para la iluminación de locales muy profundos son altas y tienen una proporción en la que prima la dimensión vertical, pero un estudio minucioso requiere integrar en este análisis el efecto de la forma de los locales, la distribución y acabado del mobiliario y el efecto tridimensional de la distribución lumínica, pues así como al fondo de un espacio prima de forma progresiva el componente de luz reflejada, en cuanto la distancia horizontal entre un punto del local y el eje de la ventana aumenta, pasa exactamente lo mismo.

Efecto de iluminación indirecta por reflexiones en las superficiesy acabados interiores.

Imagen intervenida digitalmente a partir de un dibujotomado del libro de András Majoros.

Forma de la ventana y su efecto en la distribución lumínicaresultante. Imagen intervenida digitalmente a partirde un dibujo tomado del libro de Guillermo Yáñez.

Alzado de una malla tridimensional que representala iluminación en un proyecto cubierto con un conjunto

de 10 claraboyas.En el cálculo se consideraron condiciones de luminancia

exterior de 15.000 luxes.


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Iluminacion en Oficinas. Casos de Estudio

Con el propósito de ilustrar los conceptos presentados en el capítulo primero se seleccionaron un sitio de estudio, una alcoba, una cocina, una sala y un estar en cinco residencias en las cuales se realizaron campañas de monitorización que permitieron estudiar el efecto de los cerramientos, los colores, las texturas de las paredes y los muebles, en la calidad lumínica observada. Los resultados y conclusiones correspondientes hacen parte del Capítulo 2 de esta publicación. En el caso del edificio San Sebastián, por ejemplo, se pudo cuantificar el efecto de atenuación lumínica que ocasiona un cerramiento típicamente residencial, como es el caso de los velos. En el edificio Monserrat se discutieron las posibilidades de variar colores y texturas para iluminar espacios que albergan actividades de poca exigencia visual y en el edificio Brasilia se analizó un espacio que requiere altos niveles de iluminación para propiciar las condiciones de seguridad e higiene requeridas en cocinas y zonas de aseo.

Ahora se presentan cinco nuevos casos de estudio, espacios de uso principalmente diurno todos ellos destinados al desempeño de actividades laborales. La selección fue realizada de manera que permita ilustrar los conceptos más relevantes relacionados con la iluminación natural y por este motivo se analizó un espacio de trabajo con claras limitaciones de visibilidad hacia el exterior, circunstancia característica de locales de primera planta en un núcleo urbano. También se seleccionaron espacios con excelentes condiciones de visibilidad, como es propio a la mayor parte de las oficinas localizadas en los pisos superiores de una torre, se estudiaron varias oficinas con sistemas de cerramiento y acabados tradicionales y se incluyó un ejemplo que posee un sistema de fachada flotante con tecnología de control solar aplicada directamente sobre la superficie vidriada. Se pudo verificar el incremento del área en la cual los niveles de iluminación superan el umbral exigido por la normativa vigente, efecto de una altura de cielo generosa y la correcta elección del conjunto de materiales piso-techo. Se estudió la influencia de los materiales de acabado en la iluminación de la zona profunda de las oficinas y se demostraron las posibilidades de creación de ambientes lumínicos adecuados para la permanencia prolongada, al utilizar vidrio para mejorar las condiciones de iluminación de pasillos, puestos de trabajo y el núcleo de una torre.

Control SolarPELÍCULA REFLECTIVA VERDEMaterial del edificioCONCRETO Y VIDRIOTipo de cerramientoFACHADA FLOTANTE Tipo de VidrioVIDRIO CLARO CON PELÍCULA VERDEAcabado InteriorESTUCO, PINTURAS Y TAPETE

Se analizan los efectos que sobre el ambiente lumíni-co interior tienen materiales transparentes como las películas adhesivas de protección solar, que además de darle color a la fachada, controlan los registros.

La iluminancia tiene buenascondiciones de homogeneidad.

Distribución de luz uniformeen paredes.

El sistema de cerramiento vertical de este edificio es una fachada flotante con una ligera inclinación que resulta imperceptible desde el interior de las oficinas. Este gran plano de captación de luz natu-ral carece de elementos opacos como sillares y dinteles que definan las aberturas lumínicas y que podrían modificar las condiciones de iluminación como sucede en otros casos de estudio.

Los análisis de intensidad y distribución lumínica se realizaron en el piso 11 del edificio Banco de Occidente. El espacio interior anali-zado corresponde a una sala de juntas, recinto que tiene acabados en estuco liso y pintura blanca en las paredes, cielo raso en placas de yeso pintado de blanco y tapete de color verde oscuro. El amo-blamiento corresponde a una mesa ovalada de color verde claro en la que se disponen ocho puestos de trabajo y donde el tiempo de permanencia no es, habitualmente, prolongado.

La totalidad de la abertura luminosa sólo se interrumpe por la per-filería que soporta las hojas de vidrio. La ausencia de otros planos opacos en la fachada diferentes a los perfiles, ocasiona un ambien-te lumínico bastante uniforme, sin zonas de sombra o penumbra como consecuencia de la obstrucción lumínica que ocasionan nor-malmente los antepechos y los dinteles.

Fach

ada F

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Est

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Fachada Flotante

Oficinas de CycleLogic


Películas de control solar

34

10:20 10:25 10:45

N 30°EN 30°E


LOCALIZACIÓN Barrio El Poblado - MedellínCalle 3 Sur 41- 65 Of 1103TIPOLOGÍA DEL EDIFICIOOficinas

AM

BIE

NTE

LU

MÍN

ICO

IN

TER

IOR

CONCLUSIÓN

1 mt 6 mt

Plantas

Las condiciones internas de la luz natural se afectan percepti-blemente con la disposición de cerramientos parcialmente transparentes. La luz captada por una fachada flotante com-pensa el oscurecimiento ocasio-nado por el control solar y gene-ra un ambiente lumínico unifor-me con profundidades útiles muy superiores a las de un sistema de ventana convencio-nal.


La gran captación de luz por la fachada se ve compensada por el factor de sombra de la película de protección solar, generando un ambiente lumínico controlado y homogéneo.

1 mt 6 mt

Secciones





35

CONCLUSIÓN

1 mt 6 mt

Plantas




1 mt 6 mt

Secciones





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CONCLUSIÓN

1 mt 6 mt

Plantas




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Secciones





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CONCLUSIÓN

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Plantas




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Secciones





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Plantas




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Secciones





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Plantas




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Secciones





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CONCLUSIÓN

1 mt 6 mt

Plantas




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Secciones





35

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Plantas




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Secciones





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CONCLUSIÓN

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Secciones





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Secciones





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1 mt 6 mt

Plantas




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Secciones





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CONCLUSIÓN

1 mt 6 mt

Plantas




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Secciones





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CONCLUSIÓN

1 mt 6 mt

Plantas




1 mt 6 mt

Secciones





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CONCLUSIÓN

1 mt 6 mt

Plantas




1 mt 6 mt

Secciones





35

CONCLUSIÓN

1 mt 6 mt

Plantas




1 mt 6 mt

Secciones





35

La intensidad de la luz natural exterior registrada el 26 de Agosto de 2002 entre las 10:00 y las 11:00 horas pre-sentó valores variables cercanos a los 10.000 luxes, rango de luminancia exterior tomado como constante de cálculo para la obtención de los factores de distribución de esta sala de juntas.

En la zona próxima a la fachada se regis-traron valores de intensidad lumínica interior entre 1.000 y 500 luxes, los valores disminuyen con una pendiente ligera a medida que aumenta la profun-didad del espacio, con datos entre los 500 y los 50 luxes. La curva de factores de distribución lumínica de este espacio se asemeja a una línea recta, conse-cuencia de la gran abertura luminosa y la uniformidad de acabados en el interior del recinto.

Con una modulación de 20.000 luxes como rango promedio de luminancia exterior para Medellín, los niveles de intensidad interior que podría alcanzar este recinto superarían los 500 luxes hasta una profundidad de 3,80 metros. Con 450 luxes en el fondo, se trata de un espacio apto para el desarrollo de muchas actividades de trabajo sin nece-sidad de encender lámparas la mayor parte de los días.


Oficinas de Uniban


Las alfombras de tejido grueso y color oscuro modifican notoriamen-te las condiciones de iluminación natural, debido a que absorben la luz y no generan los reflejos que suelen ocasionar los acabados lisos y claros.

En esta oficina, ubicada en el piso 13 del Edificio Centro Coltejer, la luz natural ingresa por tres grandes ventanales orientados hacia el cielo sur de la ciudad. Se trata de un espacio de trabajo, delimitado por divisiones en placas de yeso pintadas de color amarillo claro. El antepecho de las ventanas es en color ocre, el cielo raso en plaque-tas termo-acústicas y vidrio templado en la zona posterior, la cual comunica con el vestíbulo de ascensores y la circulación general del piso.

Los colores claros de las paredes y el cielo raso contrastan con el color verde oliva y el tejido grueso de la alfombra, lo que la convierte en una superficie altamente absorbente. Este tipo de acabado evita la reflexión lumínica, especialmente en las zonas adyacentes a las aberturas luminosas, donde un exceso de luz puede resultar molesto para la vista. El efecto de deslumbramiento en la zona adyacente a la ventana es particularmente común en oficinas ubicadas en edifi-cios de altura, donde la ausencia de obstrucciones visuales ocasiona niveles de aprovechamiento de la luz exterior que fácilmente supe-ran los umbrales recomendables para una permanencia prolongada.

Ventana Basculante

Control SolarFACHADA AL SUR Y VENTANA PROFUNDAMaterial del edificioCONCRETO Y VIDRIOTipo de cerramientoVENTANA EN TRES CUERPOS Tipo de VidrioVIDRIO GRIS HUMO Acabado InteriorCIELO ACÚSTICO, PANEL DE YESO, TAPETE

Se analizan los efectos que sobre la iluminación natu-ral tiene una alfombra instalada en una oficina y se determina como influyen el color y la textura de este tipo de acabados en el ambiente lumínico interior.

LOCALIZACIÓN Barrio Centro - MedellínCalle 52 47- 42 Piso 13TIPOLOGÍA DEL EDIFICIOOficinas

Ingr

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Zona P

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La alfombra absorbe el excesode luz en la zona de ventanas.

Los mayores reflejos de luzse dan en el cielo y las paredes.

Colores y texturas de piso

17:20 08:25 16:45

S 30°WS 30°W

36


AM

BIE

NTE

LU

MÍN

ICO

IN

TER

IOR



1 mt 6 mt

Secciones

En pisos elevados y ausencia de obstrucción lumínica la disponibilidad de luz es tan alta que los reflejos en la zona próxima pueden resultar molestos. Cuando la luz abunda con-viene utilizar superficies altamente absorbentes en la proximidad de la ventana.


CONCLUSIÓNLas superficies de piso en los espacios pueden influir en el ambiente lumínico interior dependiendo de los reflejos que puedan aportar hacia las pare-des y el techo. La textura y espe-cialmente el color permiten que estos reflejos puedan ser apro-vechados o controlados en fun-ción de la calidad lumínica que requiere cada espacio.

37



1 mt 6 mt

Plantas

La intensidad lumínica exterior registra-da entre las 10:00 y las 11:00 horas del día 28 de Agosto de 2002 osciló cerca a los 23.000 luxes, valor tomado como constante de cálculo para obtener los factores de distribución lumínica de esta oficina.

En la zona próxima a las ventanas se registraron valores entre los 1.000 y los 4.000 luxes, en la zona media se pre-sentaron valores entre los 500 y los 1.000 luxes, al fondo se alcanzaron intensidades hasta los 250 luxes. Los valores de la luminancia exterior regis-trados durante la prueba se pueden con-siderar dentro del rango promedio de intensidad típica para el cielo sur de Medellín y las condiciones lumínicas de esta oficina cumplen con los rangos reco-mendables.

Usando 20.000 luxes como valor de brillo promedio y mediante los factores de distribución de este espacio, se deter-minó que es posible superar el umbral de 500 luxes hasta casi 2.00 metros medidos desde la fachada. Si se necesi-tara habilitar más área para aumentar los puestos de trabajo, convendría elegir una alfombra con un tono ligeramente más claro, elevando así la intensidad lumínica al fondo del local.


Aporte de luz y reflejosen paredes y cielo.

Incidencia de la luz naturalsobre el espacio de trabajo.

Control SolarFACHADA NORTE, PATIO INTERIORMaterial del edificioCONCRETO, REVOQUE Y CRISTANACTipo de cerramientoVENTANA CON CELOSÍAS Tipo de VidrioVIDRIO CLARO 4 mm. Acabado InteriorREVOQUE Y PINTURA BLANCA

Edificio Playa HorizontalEstudio de un espacio de trabajo iluminado desde un patio interno conformado por edificaciones de gran altura, lo que limita la visibilidad hacia la bóveda celeste que se tiene desde la ventana.

El perfil de obstrucción lumínica, o línea de no cielo, es el polígono por debajo del cual no es posible que la luz proveniente de la bóveda celeste llegue a un sitio. Este polígono puede estar definido por las construcciones vecinas, la arborización circundante, el perfil orográfico de la localidad o la combinación de los mismos. Bajo la línea de no cielo, la luz que capta un vano proviene en su totalidad de la reflexión lumínica de los objetos que se encuentran al frente.

Se estudia aquí una oficina iluminada a través de un patio interior rodeado de edificaciones en altura que impiden que la ventana, orien-tada hacia el norte, tenga acceso a esta porción del cielo. La ventana tiene dos cuerpos en celosía, 0,70 mt. de altura, 1,60 mt. de ancho y el sillar se encuentra a 2,0 metros. La línea de no cielo esta definida principalmente por el cerramiento del patio, que limita casi en un 50% la visual hacia el cielo. Las fachadas traseras de los edificios contiguos elevan aún más el perfil de obstrucción.

El espacio tiene paredes y cielo blancos, favoreciendo la reflexión de la luz natural captada por la ventana. Los puestos de trabajo se disponen de forma perpendicular a la ventana y de frente a la pared, por lo que la luz siempre llega lateral y frontalmente. El fondo de la oficina tiene iguales acabados y aprovecha los reflejos ocasionados por la inciden-cia del sol en las edificaciones más altas que tienen, favorablemente, fachadas muy reflectivas.

Ventana alta hacia un patioInfluencia del entorno

en el recurso lumínico disponible

LOCALIZACIÓN Barrio Centro - MedellínCalle 49B 63 - 21 Of. 102-02TIPOLOGÍA DEL EDIFICIOVivienda y Oficinas

Perfiles de obstrucción lumínica

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CONCLUSIÓNCuando hay una línea de no cielo elevada, resulta eficaz localizar la ventana a la mayor altura posible, de esta forma se compensa, en parte, la obstruc-c ión lumínica del s i t io . Dependiendo de sus acabados de fachada, estas mismas cons-trucciones que generan la obs-trucción se pueden convertir, durante ciertos momentos del día y épocas del año, en panta-llas difusoras de la luz solar y aportar luz indirecta a los espa-cios.


A pesar de la notoria obstrucción lumínica, la posición de la ventana (sillar a 2,0 metros) y los acabados del interior del espacio permiten lograr un rendimiento lumínico suficiente para el desarrollo de actividades de oficina.


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El registro de intensidades lumínicas realizado en el patio el 5 de Noviembre de 2002 entre las 11:00 y las 12:00 horas presentó niveles de luminancia exterior cercanos a los 7.500 luxes, valor tomado como constante de cálculo.

Los registros de iluminancia interior fueron realizados a 0,90 mt del piso y revelan la distribución lumínica caracte-rística de las ventanas con sillar alto: en la zona próxima a la ventana los valores estuvieron entre los 100 y los 500 luxes, en la zona media se registraron los valo-res máximos, ligeramente superiores a 1000 luxes, y descendiendo suavemen-te hacia el fondo de la oficina hasta los 200 luxes.

Con una luminancia de 20.000 luxes, rango promedio para días de brillo común en Medellín, y con los factores de distribución obtenidos en este espacio, se modularon intensidades lumínicas que permiten concluir que para días normales sería posible trabajar sin encender lámparas. Los valores obteni-dos superan los 500 luxes entre los 0,50 metros y los 4,20 metros de distancia a la fachada, valores que cumplen con los niveles establecidos por el Código de Salud Ocupacional para el desarrollo de actividades de oficina.


Control SolarVENTANA RETRASADAMaterial del edificioLADRILLO A LA VISTATipo de cerramientoVENTANA CON CUERPO CORREDIZO Tipo de VidrioVIDRIO BRONCE 4mm. Acabado InteriorESTUCO Y PINTURAS BLANCA Y OCRE

Oficina en el Edificio CamacolSe analizan los efectos de altura y acabados del cielo raso, el cual opera como superficie de difu-sión luminosa, en un espacio de alta exigencia visual destinado como oficina de ingeniería.

Dos ventanas con orientación predominante al oriente iluminan esta oficina ubicada en el piso 12 del edificio Camacol, en la cual se desarrollan actividades de dibujo técnico y elaboración de planos de ingeniería, labor considerada como de alta exigencia visual.

Las ventanas se encuentran retrasadas respecto al plano de fachada con fines de protección solar, lo que ocasiona que cada línea de ven-tanas tenga su correspondiente superficie horizontal a la altura del sillar. Estos sillares anchos, a pesar de tener un acabado opaco, reflejan parte de la luz natural hacia el cielo raso. La oficina carece de divisiones, en la zona adyacente a las ventanas se encuentran dos mesas de dibujo, más atrás se ubican los computadores con los monitores dispuestos perpendicularmente a la entrada de luz y en la zona más distante a la fachada se encuentra un escritorio destinado al teléfono.

Los acabados de las paredes son estuco y pinturas de color blanco y amarillo ocre, el piso es en baldosa cerámica blanca y el cielo raso, de placas de yeso color blanco hueso, se encuentra a nivel con la parte superior de las ventanas. La ausencia de un dintel que som-brearía parte del cielo raso del reflejo proveniente del sillar, permite aprovechar al máximo sus posibilidades como difusor de luz natural, especialmente en la zona de trabajo localizada en los tres primeros metros medidos desde la ventana.

Ventana de 2 cuerposDistribución y homogeneidad lumínica

LOCALIZACIÓN Barrio Otrabanda - MedellínCalle 49B 63-21Oficina 12-02TIPOLOGÍA DEL EDIFICIOOficinas

Zona de trabajo dispuestapara una persona zurda.

Reflejos de luz natural en el sillar,la pared y el cielo raso.

Altura libre e iluminación

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CONCLUSIÓNLa combinación de sillar ancho y un cielo raso cielo con los acaba-dos y color adecuados, permiten compensar el efecto de oscureci-miento ocasionado por el sistema de protección solar. Dos aspectos son cruciales: no obstruir la luz reflejada que se requiere que llegue al cielo raso y procurar una buena altura libre, pues esto tiene un efecto directo en la luz disponible hacia el fondo del espacio.

La luz natural se aprovecha principalmente en las zonas adyacentes a las aberturas lumino-sas, en donde se pueden desarrollar tareas sin necesidad de encender luminarias.



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Con datos de intensidad lumínica tomados entre las 10:30 y las 11:30 horas del día 6 de Noviembre de 2002 se estableció como constante de cálculo un rango de luminancia exterior de 30.000 luxes a partir de valores medidos entre 40.000 y 27.000 luxes.

En la zona próxima a la ventana se registraron datos de intensidad lumínica superiores a los 4.000 luxes, los valores descendieron hasta 500 luxes a una profundidad de 3,5 mt. Hacia el fondo de la oficina se presentaron niveles bajos, hasta de 200 luxes.

Con los factores de distribución lumínica obtenidos durante la campaña de medición, y aplicando un rango de 20.000 luxes de exterior como valor de intensidad lumínica media para Medellín, se moduló el comportamiento luminoso de esta oficina, en la que se presentan niveles entre los 500 y los 1.500 luxes hasta una profundidad de 2,80 metros, cubriendo las zonas de trabajo de alta exigencia visual y cumpliendo con los valores establecidos en el Código de Salud Ocupacional, ley 02400 de 1979.


Incidencia de muebles y objetosen la calidad lumínica

LOCALIZACIÓN Barrio Centro - MedellínCalle 52 47- 42 Piso 32TIPOLOGÍA DEL EDIFICIOOficinas

Control SolarFACHADA AL SUR Y VENTANA PROFUNDAMaterial del edificioCONCRETO Y VIDRIOTipo de cerramientoVENTANA EN TRES CUERPOS Tipo de VidrioVIDRIO GRIS HUMO 5 mmAcabado InteriorCIELO ACÚSTICO, PANEL DE YESO, TAPETE

Se comparan dos oficinas de igual dimensión y orientación para analizar los efectos de las divisiones de oficinas, sus acabados y el amoblamiento, en el ambiente lumínico interior.

En el piso 32 del edificio Centro Coltejer se analizaron comparativamente los efectos sobre la intensidad y la distribución lumínica del sistema de división modular y acabados de dos oficinas contiguas. La luz natural ingresa a estos espacios a través de ventanas basculantes con vidrios fijos. Cada espacio de oficina cuenta con tres aberturas luminosas con sillar a 0,70 metros y dintel a nivel del cielo raso el cual se encuentra a 2,30 metros de altura. Por estar ubicadas en uno de los pisos altos del edificio, estas oficinas carecen de obstrucción visual.

Ambas oficinas tienen el mismo sistema de cielo raso, pero el sistema de división que las separa son paneles de yeso que en la cara correspondiente a la primera oficina se encuentra enchapada en madera de color caoba y textura opaca y alfombra de color oscuro. La segunda oficina presenta pintura blanca en todas sus superficies verticales y el piso es en baldosa cerámica de color rosado. Aunque el fondo de la oficina carece de una superficie de cerramiento y se integra a la circulación, la relación geométrica con la abertura luminosa de este espacio es idéntica a la oficina anterior. En ambos casos los muebles son de madera y forrados con cuero negro.

Ventana Basculante

En la oficina 2 la paredse convierte en un gran difusor

de luz natural.

En la oficina 1 las paredesen madera absorben mayor

cantidad de luz.

Edificio Centro ColtejerDivisiones para puestos de trabajo

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Las oficinas presentan aspectos cualitativos bastante diferentes aún teniendo las mismas condiciones de ingreso de luz natural, el ambiente lumínico en cada una de ellas está altamente determinado por las superficies verticales y sus acabados.

ASPECTOS LUMÍNICOS

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Para los análisis de intensidades lumínicas interiores se realizó una campaña de moni-torización simultánea en las dos oficinas, el 28 de Agosto de 2002 entre las 11:00 y las 12:00 horas. En la columna Izquierda se encuentran las gráficas de los datos obteni-dos en la oficina 1, la columna derecha corresponde a las gráficas de los datos registrados en la oficina 2.

En la primera fila se representa la intensidad de la luminancia exterior registrada para las dos oficinas, ambas orientadas hacia la fachada sur, con valores cercanos a los 29.000 luxes. En la segunda fila se encuen-tran los registros lumínicos interiores, los cuales fueron hechos a una altura de 0,90 mt sobre el nivel de piso acabado.

Las diferencias entre las oficinas se hacen perceptibles al comparar los factores de distribución de la tercera fila. Los reflejos en las paredes claras de la segunda oficina incrementan estos valores, especialmente en la zona media del espacio.

En las gráficas de modulación las diferen-cias entre las intensidades lumínicas se hacen más notables, pues en la segunda oficina la zona dentro del rango de 500 a 1500 luxes y que resulta óptima para el desarrollo de actividades de trabajo de oficina, se extiende aproximadamente medio metro más.


CONCLUSIÓNLa influencia de los acabados en espacios de mayor profundidad que los aquí analizados es mayor, a veces incluso decisiva para garantizar la calidad del ambiente lumínico. Por el contrario, en espa-cios de menor profundidad la influencia de los acabados resulta despreciable, allí la elección de los acabados no se encontrará condi-cionada por aspectos relacionados con el aprovechamiento de la luz natural.

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Distribución lumínica oficinacon enchapes en madera.

Distribución lumínica oficinacon pintura y cerámica.

La incursión de luz natural en la segunda oficina se refuerza con los reflejos que apor-tan las paredes y el piso, mejorando ligera-mente el aprovechamiento de la disponibili-dad lumínica de este espacio.


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Con los factores de distribución lumí-nica calculados para la oficina 2 y una luminancia exterior de 20.000 luxes, se modularon las intensidades interio-res de esta oficina que se presentarían en condiciones de brillo promedio para la porción sur del cielo de Medellín. Los valores obtenidos fueron confron-tados con el rango de 500 a 1500 luxes que, según el Código de Salud Ocupacional, es el apropiado para espacios de oficina. La zona cubierta por este rango alcanza una profundi-dad de hasta 2,60 mt, lo cual garanti-za la posibilidad de desarrollar las actividades propias a una oficina sin necesidad de encender lámparas durante gran parte del día.

La relación existente entre el conjunto de ventanas y las dimensiones del espacio son apropiadas para iluminar-lo sobradamente, razón por la cual la influencia de los muebles y los acaba-dos de las paredes es apreciable pero no proporcionalmente significativa. Los análisis permitieron establecer la ligera diferencia cuantitativa entre dos ambientes con igual captación de luz natural, pero con diferentes texturas y colores en sus particiones.


"Dada la diversidad y complejidad tipológica y geométrica de los edificios, es prácticamente imposible llevar a cabo un riguroso tratamiento analítico del cálculo de su iluminación natural. A ello hay que añadir lo antes dicho sobre la falta de datos de iluminación al aire libre para las distintas localidades. El procedimiento más adecuado para evaluar la iluminación natural en un local consiste en tomar directamente medidas con un fotómetro en una maqueta del mismo.”

Guillermo Yáñez

Introduccion


Calculo y Analisis de la Luz Natural

El interés por predecir los aspectos cualitativos de la luz natural hace parte de la historia misma de la arquitectura. Se trata de un tema abordado desde tiempos inmemoriales, inicialmente de forma intuitiva y luego por comparación, imitación y progresivas modificaciones, lo que permitió que los lucernarios, claraboyas, ventanas y patios, entre otros, fueran incorporando un conjunto de estrategias de probada eficacia para obtener una mejor calidad del ambiente lumínico interior. El desarrollo de la ciencia, que trajo consigo el entendimiento de los fenómenos asociados a la iluminación, hizo posible la construcción y aplicación de modelos de representación de estos fenómenos y el estudio de las consecuencias que de

ellos se derivan, posibilitando un mejor entendimiento de las razones por las cuales un espacio presentaba unas mejores condiciones de iluminación que otro. Finalmente los avances médicos relacionados con la fenomenología de lo visual y la incorporación de la dimensión sicológica, permitieron ampliar el entendimiento de los procesos asociados a la visión para superar la dimensión estrictamente física y abordar el ámbito de lo perceptual y subjetivo.

La necesidad de asegurar una iluminación apropiada hizo necesario un mayor rigor en el estudio del fenómeno de la iluminación. Se comenzó estudiando las relaciones y proporciones que se podían establecer entre las aberturas y la dimensión de los espacios a iluminar, pero la

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Estudio de optimización energética y ambiental, para la nueva área terminal del aeropuerto de Alicante, España.GOP Oficina de Proyectos, 2003.


búsqueda de una mayor fiabilidad en las predicciones dio pie al desarrollo y aplicación de variados métodos de cálculo y análisis de la luz natural. Algunos de estos métodos pasaron a la historia, pero otros se constituyeron en valiosas herramientas para el estudio de las condiciones de iluminación interior.

No obstante la iluminación es un fenómeno complejo, producto de la interacción de unas condiciones ambientales caracterizadas por su impredecible variabilidad y las propiedades superficiales y geométricas que posee la obra arquitectónica. La complejidad de los fenómenos asociados con el cálculo de la iluminación ocasionó que cada método incorporara, de acuerdo a los intereses y aplicabilidades concretas, cierto grado de simplificación y, por lo tanto, algún margen de incertidumbre acerca de la fiabilidad de las predicciones que permitía realizar. La complejidad de un cálculo exhaustivo de la iluminación puede explicar, al menos en parte, la razón por la cual los métodos para el estudio del comportamiento estructural de un edificio, sus propiedades acústicas o su desempeño solar, tuvieron un desarrollo más temprano.

Como estrategia de mercadeo los productores de luminarias desarrollaron sus propios métodos para simular la i luminación art i f ic ial, pero estos procedimientos difieren sustancialmente de los métodos apropiados para el estudio de la iluminación natural de espacios arquitectónicos. La luz natural no puede ser

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vendida y por este motivo el desarrollo de procedimientos para su simulación fue más lento, en consecuencia, hoy conviven sofisticados métodos de cálculo de luz artificial con primitivos métodos de cálculo de la luz natural, lo que dificulta el estimar los ahorros energéticos de una o las posibilidades de iluminación de la otra, porque el tipo de información y nivel de detalle con que se trabaja son difícilmente comparables.

Anteriormente los métodos para el cálculo de la iluminación natural eran imprecisos o complicados, lo que tal vez explica porqué se fueron quedando relegados como instrumentos de proyectación arquitectónica. Hoy contamos con nuevas herramientas de análisis que resultan mucho más ágiles y potentes, sin embargo existe todavía una gran tendencia a olvidar que la razón de ser de una ventana es permitir la visual, la iluminación y la ventilación naturales sin ir en detrimento de las cualidades ambientales y condiciones de ergonomía y bienestar de los ocupantes del proyecto. En la última década la necesidad de racionalización de los consumos energéticos hace un llamado a reemplazar o combinar la luz artificial con luz natural y el poco desarrollo de los métodos de cálculo de luz natural revela sus desventajas, pues como todo fenómeno climático, la luz natural es de carácter aleatorio e impredecible y no reúne las condiciones necesarias para poder garantizar un nivel fijo de iluminación en un recinto. Días especialmente oscuros y por supuesto las condiciones nocturnas impiden el entregar toda la responsabilidad de iluminación a las ventanas; creer que la luz natural es capaz de atender todas nuestras necesidades es una imprudencia, pero es una falta de perspectiva profesional pretender ignorar que el aprovechamiento de la iluminación natural se está convirtiendo en otro de los pilares fundamentales en la búsqueda de la sostenibilidad.

Los compromisos ambientales que comenzó a asumir la arquitectura en las últimas dos décadas evolucionaron hacia un progresivo interés en lograr el máximo aprovechamiento de los recursos naturales disponibles en el sitio, la luz natural entre ellos. Hoy no sólo es posible, sino imperativo, integrar desde las primeras etapas del diseño los estudios y cálculos de iluminación natural para lograr la optimización de las relaciones que se establecerán entre el interior y el exterior, hecho que se refuerza en los últimos años con aspectos normativos que plantean exigencias relacionadas con el ahorro energético, la ergonomía y la salud ocupacional. En la actualidad, esa búsqueda por el perfeccionamiento ambiental de nuestras construcciones, el entendimiento de la luz natural como una variable que requiere de una mayor integración en el diseño, y la introducción de

Estudio de Distribución lumínica de dos alternativas de cerramiento para las aulas del Colegio Bureche en Santa Marta.

Proyecto arquitectónico de Peláez-Gaviria, 2002.


equipos de medida como fotómetros y sensores remotos programables, abren un nuevo campo de aplicación a desarrollos experimentales que permiten reducir los márgenes de incertidumbre para brindarnos una nueva alternativa de aproximación hacia unas condiciones de iluminación natural altamente optimizadas.

No significa esto que los métodos de cálculo tradicionales hayan sido superados. En muchas ocasiones las condiciones del proyecto no requieren o no posibilitan la utilización de equipos de medida, más aún, en las primeras etapas de conformación de un proyecto arquitectónico un método tan robusto y fiable como una medición en un modelo a escala se puede convertir en un obstáculo más que en una ayuda para la labor de diseño. Los métodos simplificados tienen esa gran ventaja; su simplicidad, con poco esfuerzo y muy poca inversión de tiempo es posible anticiparse a errores y sacar conclusiones que orienten el proyecto en las direcciones apropiadas. Los métodos de cálculo que aquí se exponen son potentes herramientas de diseño para estudiar el desempeño de los espacios desde el punto de vista lumínico. Estas herramientas de cálculo, con los criterios de análisis apropiados, permiten lograr ambientes más confortables, comprometidos con el aprovechamiento de un recurso abundante, con un menor requerimiento en el uso de la iluminación artificial y capaces de aprovechar al máximo las posibilidades que ofrecen las transparencias en el conjunto de planos que delimitan el espacio interior.

igual, variable en función del contenido de humedad en la atmósfera y de la hora del día. Habitualmente presenta su máximo valor en la dirección h a c i a d o n d e s e localice el sol.

La luz natural que llega en forma directa a l a s p a r e d e s verticales proviene sólo de media bóveda celeste y por ello la orientación de las fachadas incide en la intensidad lumínica disponible en un lugar, siendo en el hemis-ferio norte muy apre-c iada la luz que proviene del hemis-ferio sur y viceversa. En la banda ecuatorial la distribución de la radiación solar directa es, comparativamente, más equilibrada entre las diferentes orien-taciones y, por ello, la

condición lumínica de la bóveda celeste resulta más homogénea, en especial en días nublados. En localidades tropicales además de la orientación misma de la fachada, estas variaciones están especialmente relacionadas con las condiciones de nubosidad del cielo y el microclima de la región donde se trabaja.

La iluminación natural en el interior de una edificación depende directamente del recurso lumínico de su futuro emplazamiento, como se trata de un recurso de difícil predicción, habitualmente se utilizan valores promedio y niveles de referencia que, se estima, serán superados durante la mayor parte de las ocasiones. Algunos métodos de evaluación utilizan datos aproximados y coeficientes de iluminación exterior diurna denominados "factor de día", con lo cual es posible obtener valores y curvas de distribución de la luz natural en interiores. Si estos cálculos se realizan con valores muy elevados se corre el riesgo de hacer estimativos demasiado optimistas, por ello se suele trabajar con valores reducidos y que poseen una mayor fiabilidad.

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Recurso LuminicoLa luz natural es un recurso cuya disponibilidad es altamente sensible a las variaciones climáticas de cada sitio y que presenta notorias oscilaciones de un instante a otro además de una evolución mensual o estacional. Por estas razones a lo largo del año la luz proveniente de la bóveda celeste, denominada comúnmente luminancia, presenta variaciones significativas, en especial en regiones con estaciones. Se puede generalizar que en los períodos invernales los días son más oscuros que en las épocas de verano, que a medio día hay más luz que en las tardes o en las mañanas y que un día completamente despejado y sin nubosidad, resulta menos luminoso que otro en el que haya una delgada capa de nubes que opere como pantalla difusora. Sin embargo, estas apreciaciones pueden conducir a errores de análisis, pues cada abertura ve solo una porción de la bóveda celeste y aunque las condiciones generales sean pobres, eso no descarta que en el fragmento de bóveda de donde proviene la luz que capta un recinto la disponibilidad lumínica sea excelente. La bóveda celeste tiene una distribución lumínica des-

Posición aparente del sol en la bóvedaceleste y la desigual distribucióndel recurso lumínico resultante.

Imagen intervenida digitalmente a partir dedibujos tomados del libro de András Majoros.


Para condiciones tropicales es habitual considerar que la luminancia de la bóveda celeste supera los 10.000 luxes en las primeras horas de la mañana, que un valor de 25.000 luxes resulta razonable para realizar la mayor parte de los cálculos y que en algunos días esta intensidad puede llegar hasta los 100.000 luxes en las horas próximas al medio día. Sin embargo, cualquier

frecuente que la bóveda celeste supere este valor en las primeras horas de la mañana, algunos autores como Rafael Serrá recomiendan para la banda ecuatorial utilizar un valor de 25.000 luxes. Mediciones realizadas en Medellín permiten asegurar que incluso valores superiores son lo suficientemente frecuentes para fundamentar en ellos las predicciones del desempeño lumínico de un espacio.

En cualquier caso, un procedimiento que utilice valores estimativos no permitirá conocer la evolución horaria del recurso lumínico ni los lapsos en que dicho recurso podrá ser considerado como "útil" y suficiente para reemplazar la iluminación artificial en una determinada zona de un proyecto específico. Por el contrario, un análisis con base en datos reales de iluminación permite establecer en qué porcentaje del día los rangos de cálculo elegidos podrían considerarse como representativos, determinando los períodos en que es probable que se presenten las tendencias de iluminancia alta, media y baja, valores que adquieren importancia a la hora de calcular los ahorros energéticos que se pueden esperar de la no utilización de la iluminación artificial.

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método de análisis, ya sea gráfico, analítico o experimental, se puede enriquecer sustancialmente si se cuenta con información primaria acerca de las condiciones lumínicas medidas directamente en el sitio en el cual se emplazará el proyecto. Cuando interesa tener un conocimiento más detallado de las intensidades lumínicas que se presentan en las diferentes porciones de la bóveda celeste, si se necesita conocer los valores máximos, realizar un cálculo del potencial de ahorro energético que permite el adecuado aprovechamiento de la luz natural, o si interesa conocer la evolución horaria del recurso lumínico de una localidad, entonces será necesario hacer un estudio de las condiciones del clima luminoso del lugar en estudio.

Algunos de estos datos se encuentran disponibles en estaciones meteorológicas, pero rara vez se recolecta información acerca de la disponibilidad de la luz natural. Por ello o se trabaja con datos de lugares que tengan condiciones de latitud y clima similares, con el consecuente grado de incertidumbre que acompaña a esta técnica, o se aplican modelos matemáticos para estimar los valores de luminancia a ser aplicados. El valor de referencia utilizado habitualmente en países europeos es de 10.000 luxes, como en condiciones tropicales es

Recurso lumínico en la ciudad de Medellín de acuerdoa mediciones realizadas durante enero de 2002

desde el costado oriental del Valle de Aburráy en dirección Sur; en azul los valores máximos

y en negro los valores medios. Para un nivelde referencia de 25.000 luxes se calcularon

el total de horas diarias en que se superó dicho nivel.Linea de "No Cielo"

La línea de no-cielo es una poligonal definida por los obstáculos exteriores del local y los puntos del horizonte que separan la bóveda celeste de la zona por debajo de la cual resulta imposible de observar el cielo. La luz que proviene de la zona por debajo de la línea de "no-cielo" corresponde en su totalidad a un componente reflejado que depende estrechamente del color y propiedades reflectivas de los objetos que circundan la edificación. Puede parecer que corresponde a un aporte minoritario en comparación con la luz que llega directamente desde la bóveda celeste, pero dependiendo de los acabados, su aporte puede ser incluso más representativo que el cielo mismo. En muchas circunstancias la zona por debajo de la línea de "no cielo" es la única opción para iluminar un espacio, como es el caso de habitaciones adyacentes a patios y edificaciones que se iluminan por el reflejo en la fachada o muro del frente.

En términos generales todo recinto recibe luz proveniente directamente de la bóveda celeste y de las reflexiones de un entorno no necesariamente cercano, pero las proporciones entre uno y otro componente son características de cada sitio y le imprimen a cada espacio un ambiente lumínico particular. Al estudiar un edificio en altura, por ejemplo, resulta determinante la influencia que tiene el perfil del horizonte; los locales en los pisos más


altos presentan una menor obstrucción que los locales bajos y por lo tanto en el diseño de sus aberturas se debe considerar que los pisos altos "ven" una mayor proporción de la bóveda celeste que los locales inferiores. De aquí se deduce que estas ventanas podrían ser de menor tamaño que las de los locales inferiores, o que la profundidad útil que permite una ventana en un piso alto es mayor, como bien se puede verificar en algunos de los estudios cuantitativos que se encuentran consignados en las fichas técnicas.

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Perfil de horizonte desde el fondo del Valle de Aburráen dirección hacia el sur oriente.

Metodos de CalculoLa necesidad de cuantificar los efectos que se derivan del ingreso de la luz natural de un espacio ha propiciado el desarrollo de diversos métodos para la evaluación y cálculo de la intensidad y distribución lumínica. La mayor parte de los procedimientos existentes consideran únicamente la componente difusa de la radiación solar, ya que es sumamente complicado modelar matemática-mente el aporte combinado de la radiación directa y la difusa. Es notable la diversidad y cantidad de métodos para el cálculo y análisis de la luz natural; algunos métodos se centran en el prediseño de vanos, otros se concentran en establecer geométricamente la porción de bóveda celeste proyectada sobre un punto interior. Los métodos analíticos simplifican en fórmulas el fenómeno de la luz tanto en exterior como en espacios interiores, dejando de lado detalles que pueden alterar los resultados y que encasillan las opciones de análisis a pesar de que en algunas ocasiones resultan arquitectónicamente relevantes.

El conocimiento a fondo del fenómeno de la luz en el interior de un espacio, revela las simplificaciones que han sido necesarias para hacer posible su representación y análisis, pues ningún método considera la totalidad de las variables involucradas. Esto ha obligado a introducir numerosos factores de corrección en todos los métodos, en algunos casos por los efectos de las reflexiones de paredes, en otros por la transmitancia de los diferentes materiales de cerramiento y en otros por los efectos de las superficies exteriores. Definitivamente, es difícil considerar los aportes lumínicos de todas las fuentes que afectan un punto en un local, más aún, cuando el objeto de estudio también es variable como es el caso de un proyecto arquitectónico. Es por esto que los modelos a escala potencian los análisis y cálculos de la luz natural, ya que permiten definir valores dados por un mayor número de variables, la ubicación y orientación del proyecto en el lugar de su emplazamiento, la simulación a escala del entorno y los acabados interiores; todo ello dirigido hacia una mejor comprensión de los fenómenos lumínicos que ocurren en el interior.

Por otro lado, este mayor conocimiento del comportamiento de la luz al interior de un proyecto debe estar complementado con un conocimiento más preciso del recurso lumínico del que se dispone en una localidad, en especial las variaciones climáticas y la evolución temporal de un fenómeno definitivamente dinámico. Se trata de un aspecto que ha sido simplificado a tablas y datos climáticos promedio, en los cuales este valor aparece como un dato fijo, pero nunca ha sido analizado

Limitación de la visibilidad hacia la bóveda celestedesde el interior de un espacio como consecuencia

de su entorno inmediato (Tomada del libro de András Majoros).Abajo, variación de las condiciones de visibilidad a medida

que la posición relativa entre la ventana y el entornose modifica (Tomada del libro de Guillermo Yáñez).


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en tiempo real o en evolución libre, siendo éstas, precisamente, las mejores maneras para la comprensión de las interacciones dinámicas y permanentemente variables que se dan a efecto entre lugar y objeto arquitectónico. Los métodos de cálculo y simulación de la iluminación natural pueden ser agrupados en tres: métodos analíticos, gráficos y experimentales.

Metodos Analit icosConsisten en la aplicación de modelos matemáticos para estudiar los intercambios lumínicos entre el exterior y el interior. Los métodos analíticos no consideran separadamente los componentes de la luz, sino que todos ellos se apoyan en ecuaciones, gráficas, diagramas y tablas que permiten obtener, combinando factores como la estructura y disposición de los vanos, el área de abertura necesaria para obtener un determinado factor de luz día, es decir, el cociente entre la iluminancia exterior y la interior en un punto determinado del espacio. Entre numerosos métodos analíticos son especialmente populares el método "Total Flux", los nomogramas de la CIE (Commission Internationale de L'Eclairage) y el método de los Factores de Configuración.

Método “Total Flux”

Este método ganó popularidad en los Estados Unidos, pero en el resto del mundo solo logró aceptación en lo concerniente al análisis de claraboyas. Establece como primer paso la luminancia en el plano de la ventana, para multiplicar dicho valor por su área y su transmitancia para obtener así el flujo lumínico total que ingresa a la habitación. A continuación un conjunto de numerosas tablas permiten obtener los valores del "coeficiente de utilización" en tres puntos ubicados sobre el eje central de la ventana, todos ellos calculados como una función de las dimensiones de la habitación y la reflectividad media de las paredes.

Nomogramas de la CIE

La Comisión Internacional de Iluminación CIE, ha producido conjuntos de nomogramas para los diferentes tipos de ventanas y claraboyas. Los nomogramas permiten obtener el área de una claraboya como función de las relaciones entre las dimensiones de la habitación y la iluminancia promedio requerida. Para éste método sólo se tienen en cuenta las principales características de las claraboyas, ya que no es posible considerar ningún tipo de obstrucciones exteriores y el plano de trabajo se encuentra predefinido.

Método de los Factores de Configuración

Desarrollado por el arquitecto José María Cabeza Laínez de la Escuela Técnica Superior de Arquitectos de Sevilla. Su principal aporte con este método de cálculo ha sido demostrar que los intercambios energéticos entre dos cuerpos dependen exclusivamente de las relaciones espaciales que se dan a efecto entre ellos, por lo que, mediante un proceso analítico, es posible calcular el intercambio energético entre cualquier fuente y un punto cualquiera en el espacio. El método en cuestión es muy reciente y por ello tiene muchas e inexploradas aplicaciones, pero es de plena aplicación en el campo lumínico puesto que la iluminación es un intercambio de radiación visible entre la ventana y el plano de trabajo.

Para hacer este cálculo, sólo se requiere conocer las relaciones geométricas existentes entre el vano y el punto a analizar, además de las dimensiones de la fuente lumínica, es un procedimiento sencillo y potente que permite conocer con claridad el comportamiento de buena parte de las aberturas luminosas. Se trata de un cociente que representa en porcentaje la cantidad de energía que llega al punto en estudio con respecto a la cantidad de energía disponible en la fuente, para conocer cual es la intensidad lumínica en un punto cualquiera, basta multiplicar el factor de configuración de dicho punto por la iluminancia de la ventana. De manera inversa, para conocer la intensidad lumínica exterior, se divide la intensidad lumínica medida en un punto por su correspondiente factor de configuración.

El método, basado en un conjunto de proyecciones geométricas cónicas, puede ser aplicado de manera simple y directa mediante métodos convencionales de dibujo, pero se hace laborioso porque con respecto a una

Fc = de dondek1 - k2

π

k1 =a

(a2 + c2)x Atan( )

b

(a2 + c2)

k2 =a

(a2 + d2)x Atan(

b

(a2 + d2)

Fc = Factor de configuración

π = 3.1416

a = distancia del punto a la pared b = semiancho de la ventana c = distancia vertical entre el punto

y el umbral del vano

d = distancia vertical entre el punto

y el dintel del vano

Atan = Arco-tangente (a evaluar en radianes)

)


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permite calcular el factor de luz día correspondiente a la porción de cielo que se "ve" desde el punto P. En el caso de que existan obstáculos, se superpone a la proyección de la ventana la proyección de los mismos, de manera que la iluminación se calcula partiendo de la superficie neta luego de restar la correspondiente a los obstáculos.

Metodos GraficosLos procedimientos gráficos se basan en el Método del factor de luz día. Dicho método fue desarrollado en Inglaterra y establece que los niveles de iluminación se obtienen como una fracción de la iluminación natural del exterior sobre un plano horizontal. Estos valores pueden situarse entre 0,5 - 10 %. Se consideran condiciones de cielo completamente cubierto y no se tiene en cuenta el efecto de persianas, aunque se estudien los obstáculos al paso de la luz. Se aplica un procedimiento gráfico para obtener la fracción de bóveda celeste que resulta visible en un punto al interior de la habitación. Se utilizan entre otros el diagrama de Waldram, el método B.R.S. y el de Pilkington (o de puntos).

Diagrama de Waldram

Se basa en la representación gráfica de la mitad de la bóveda celeste sobre una superficie plana, de tal forma que las áreas medidas sobre el diagrama, en cm² representan la fracción porcentual de la bóveda que resulta visible desde el interior del espacio a través de la ventana. En las abscisas se representa el acimut y en las ordenadas los ángulos de altura proporcionales a (1-cos 2ø). Para aplicar este método, desde el punto interior P del local, se proyecta la silueta del vano que está siendo estudiado, las líneas verticales se representan verticalmente y las líneas horizontales deben seguir unas líneas curvas que sirven de guía. El área de bóveda celeste contenido dentro del polígono de la ventana

Diagrama de Puntos

En el diagrama de puntos se parte de una semibóveda celeste que posee una distribución de brillo variable estándar, la luminosidad se representa mediante una distribución de puntos con igual valor de iluminancia, de forma que el total de los mismos equivalen a la luminancia del exterior. Por convenio en este método, luminancia (E) =1.000 puntos. Mediante una perspectiva cónica convencional de la ventana y todos los obstáculos que se observan desde el interior, construida desde el punto en estudio P y de forma que la distancia del punto P al Plano del Cuadro sea equivalente al radio de la circunferencia. Seguidamente se cuentan el número de puntos no afectados por los obstáculos para conocer la fracción de cielo que resulta visible desde el punto en estudio.

Ábaco de Dufton

Se desarrolló en los años 50 en Inglaterra como una herramienta de consulta para arquitectos e ingenieros interesados en conocer las cualidades y cantidades de luz de los espacios que captan la luz exterior a través de vanos en fachadas y cubiertas. Este método requiere de datos de iluminación teóricos o reales tomados en los sitios donde se ejecuta el proyecto; con él se analizan

misma ventana cada punto tiene un factor de configuración diferente. Las proyecciones geométricas pueden realizarse, de manera más ágil, aplicando una expresión analítica que puede ser automatizada para analizar diversos puntos de manera simultánea.

Aplicacióndel método

del diagramade puntos

en una ventana.En color grisse destacanlos puntos

que no hacenparte del conteo

en el cálculode los aportes

de luzen el interior.


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puntos de referencia a partir de plantas y secciones del edificio o el espacio arquitectónico que se pretende evaluar.

El método consiste en proyectar en planta y en sección, el vano propuesto sobre el punto escogido para el análisis. El centro del ábaco se hace coincidir con el punto estudiado, cuidando usar correctamente el lado del ábaco para cada caso, esto es, media circunferencia para la planta y la otra media para el alzado. Las porciones de ábaco comprendidas permiten obtener valores que se suman o restan según el caso para hallar el factor de iluminación. El producto de los valores obtenidos en alzado y en planta corresponde en porcentaje, a la fracción de cielo que resulta visible desde el punto en estudio. Basta una regla de tres para obtener el valor en luxes que corresponde a este porcentaje.

Es importante aclarar que los datos obtenidos deben luego ser corregidos por los efectos ocasionados por la reflexión de los planos de las paredes y el piso o por obstrucciones de la línea de no-cielo. El método asume que el cielo se encuentra despejado, por lo tanto, los valores máximos para el cálculo del factor de iluminación coinciden con los valores máximos de iluminación para cada sitio. El valor máximo que se obtiene del diagrama es de 30.7% de la iluminación exterior. La versatilidad del ábaco facilita la evaluación de cualquier punto del local, de modo que para obtener curvas de distribución lumínica en el espacio, basta aplicar el procedimiento numerosas veces. El ábaco, por su condición de método gráfico, trae consigo errores propios a la agudeza visual del usuario y limitaciones de cálculo pues sólo puede ser utilizado para evaluar aberturas rectangulares.

Método Lumen

Este método desarrollado en Estados Unidos, se basa en la aplicación de unos "coeficientes de utilización" del local. Este método considera la componente de la bóveda celeste y la reflejada en el piso, basados en datos de iluminación natural exterior sobre un plano horizontal, cuyas contribuciones se suman para obtener la iluminación interior como resultante. Los "coeficientes de utilización" del local se obtienen de los datos proporcionados por experimentos realizados en modelos a escala, que constituyen la referencia para cielos claros y para cielos totalmente cubiertos. Se consideran dentro de este método la transmitancia del vidrio, el efecto de las persianas con lamas variables y la protección solar. Mediante unas tablas se obtienen los niveles de iluminación en tres puntos situados en el interior del local, en un plano horizontal y sobre el eje de simetría de la ventana. Con este procedimiento no se pueden obtener valores por fuera de dicho plano, como por ejemplo, una superficie vertical paralela a la ventana.

Aplicación del método de Dufton.El producto de los ángulos resaltados en naranja permiteestimar el aporte de iluminación natural en un punto P

en el interior de una habitación.

Métodos Experimentales

El rápido desarrollo de la tecnología digital y su aplicación en los microprocesadores, ha permitido que los equipos para monitorización de luz sean suficientemente pequeños para ser instalados dentro de un modelo a escala y suficientemente económicos para hacer parte de los instrumentos de trabajo de un arquitecto. Los mode-los, en general, son fáciles de construir y permiten una evaluación muy completa de las condiciones lumínicas de una edificación, incluso a nivel cuantitativo. Debido a que las longitudes de onda de la luz son muy pequeñas en comparación a las dimensiones de una edificación, su comportamiento no se ve afectado como consecuencia de un cambio de escala, cosa que no ocurre con las ondas sonoras o el calor, donde el fenómeno es afectado sensiblemente por los cambios dimensionales.

Desarrollos RecientesEntre los últimos aportes al tema del cálculo de iluminación natural mediante procedimientos gráficos, se destacan los trabajos realizados por András Majoros, Profesor en Energía y Servicios en Edificaciones en la Universidad Técnica de Budapest. El Método Generativo consiste en calcular el área del vano necesaria para alcanzar un nivel de iluminancia determinado al interior del espacio, en función de: las proporciones de la habitación, el coeficiente de reflexión de las superficies interiores y el radio de obstrucción de la ventana. El Método de la Eficiencia es similar al anterior, pero no considera obstrucciones exteriores, por lo cual sólo se aplica al cálculo de claraboyas.


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Iluminacion en Establecimientos Educativos. Casos de Estudio

Ampliando los criterios de utilización y aprovechamiento lumínico presentados en capítulos anteriores, se realizaron cinco estudios de caso en varias aulas convencionales y en otros espacios en los cuales se realizan actividades de carácter didáctico no necesariamente relacionados con una clase magistral. En la producción de estos análisis fue posible incorporar otro conjunto de variables estrechamente relacionados con la correcta percepción de objetos, reconocimiento de símbolos y demás actividades relacionadas con situaciones de aprendizaje.

En los análisis realizados se evidencian aspectos que superan la dimensión estrictamente funcional, como es el caso de los talleres de pintura del Palacio de Bellas Artes, en donde el control de sombras y la búsqueda de unas excelentes condiciones de homogeneidad y reproducción cromática hacen parte del acompañamiento que la planta física de una institución debería tener para con los programas académicos que alberga. En la nueva sede de esta misma institución se evaluaron las condiciones de homogeneidad lumínica de otra aula con una destinación más variada, en la cual se constata la eficacia en el control de las condiciones de sobre-iluminación para propiciar un excelente rendimiento visual en la percepción no sólo de colores, sino también de formas, texturas y volúmenes.

También se realizaron mediciones en uno de los laboratorios del Instituto Educativo Jorge Robledo, un espacio iluminado por ambos costados y en el cual los acabados lisos y brillantes hacen posible obtener unas excelentes condiciones de iluminación a pesar de que los puestos ocupados por los estudiantes no siempre se encuentren cerca de las fachadas. En el edificio de la Facultad de Arquitectura de la Universidad Nacional de Colombia, a pesar de tener un objetivo similar: iluminar espacios profundos con la garantía de un excelente control solar, se aplica una estrategia diferente: una exitosa combinación de vidrio claro con chapas metálicas perforadas. Por último, en un aula del preescolar del colegio El Sufragio se logra un versátil control de las condiciones de iluminación con sencillas persianas verticales, lo que posibilita introducir dentro de los hábitos de ocupación de las nuevas generaciones una cultura de ahorro energético y de aprovechamiento de los recursos disponibles de forma natural.

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Control SolarPINTURA BLANCA APLICADA SOBRE EL VIDRIOMaterial del edificioLADRILLO MACIZO, REVOQUE LISO, PINTURA Tipo de cerramientoVENTANAS CON VIDRIOS FIJOS Y CELOSÍASTipo de VidrioVIDRIO CLARO 4mm Acabado InteriorREVOQUE LISO, PINTURA COLOR AMARILLO CLARO

Palacio de Bellas ArtesUn amplio espacio de trabajo aprovecha la luz natural a través de sus grandes ventanales. El acabado y el color de paredes y cielo logran un ambiente óptimo para apreciar los colores y texturas de las pinturas realizadas por los estudiantes.

El palacio de Bellas Artes fue concebido en 1925 para dedicarlo a la enseñanza de las artes plásticas y la música. En el transcurso de los años ha sufrido modificaciones en su sistema espacial interior el cual, por interés de la actual dirección, está siendo recuperado a su estado original, especialmente en los antiguos salones destinados a la enseñanza de la pintura.

Este estudio se realizó sobre uno de los espacios ya restaurados, donde se eliminó un entrepiso en madera y se aplicó pintura de color amarillo claro en las paredes y el cielo. El espacio a doble altura se ilumina a través de ventanales que llegan hasta el techo, de esta manera la luz penetra por la parte superior del salón, permitiendo a los antepechos operar como superficies aptas para el trabajo y la exposición. La concepción original de este espacio busca controlar los registros hacia el exterior con ventanas que desde cualquier punto del salón sólo permiten visuales dirigidas hacia la bóveda celeste.

El efecto de iluminación de las ventanas altas favorece la penetración y distribución por reflejo de la luz hacia el centro del espacio de una manera notablemente uniforme, tanto sobre planos de trabajo verticales como horizontales. Este aspecto se refuerza con varios ingresos de luz desde diferentes direcciones, aprovechando incluso la luz que llega desde el hall de acceso a través de un gran vano ubicado sobre la puerta del aula.

Ventanas Superiores Incidencia de los Acabados

12:45 12:50 15:10

Ambiente lumínico uniforme sobre planos de trabajo

verticales y horizontales.

Ingreso de luz natural a través de las ventanas superiores y distribución por muros.

Texturas y colores en las paredes y el cielo

Calle 52

Av. “La Playa”

Cra

42

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43

N35°E


LOCALIZACIÓN Barrio Centro - MedellínCarrera 42 # 52-33TIPOLOGÍA DEL EDIFICIOEducación Artística

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1213

Los acabados de las paredes y el techo distribu-yen la luz natural que penetra por las ventanas altas. Aquellas que se encuentran orientadas hacia el naciente tienen un tratamiento con pintura que contrarresta la radiación solar y distribuye mejor la iluminación.


CONCLUSIÓNLa combinación de ventanas altas y un buen manejo de texturas y color de acabado mejoran la calidad lumínica de un espacio donde el control de sombras juega un papel importante en la apreciación del color y textura propias a las obras de arte. Recuperar este espacio a su condición original ha permitido un adecuado aprovechamiento del recurso lumínico en función de la actividad académica allí desarrolla-da.

Plantas

Secciones

Modulación alta. Distribuciónde luz natural con luminancia exterior de 20.000 luxes.

1 mt 6 mt

1 mt 6 mt

Modulación baja. Distribuciónde luz natural con luminancia exterior de 10.000 luxes.

Bajo condiciones de luminancia exterior cercanas a los 37.000 luxes se obtuvie-ron iluminaciones interiores entre los 500 y los 2800 luxes. Con estos datos se calcularon los factores de distribución a 0.90 mt. de altura por el eje de una de las ventanas del aula para hacer modu-laciones de intensidad lumínica en condiciones medias de luminancia para Medellín de 20.000 lux.

La forma en que se distribuye la luz en este espacio está determinada por la ubicación de las ventanas y sobre todo por los aportes de reflexiones del techo y la parte superior de las paredes. Para espacios educativos se estableció una franja de intensidad lumínica apta entre los 500 y los 1500 luxes.

En este espacio en particular es impor-tante resaltar que con luminancias exteriores medias es posible mantener hasta un 70% del área útil del salón iluminada de forma natural al menos durante 8 horas diarias, de acuerdo al recurso lumínico disponible en Medellín. Esta condición favorece la enseñanza de la pintura debido a los cambios en la apreciación del color que ocasionaría la utilización de fuentes lumínicas artificia-les.


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LOCALIZACIÓN Barrio Carlos E. RestrepoCalle 51 N° 65-72TIPOLOGÍA DEL EDIFICIOEducación Formal

Control SolarSOMBRA POR VEGETACIÓNMaterial del edificioLADRILLO CON REVOQUE LISO, CIELO EN TRIPLEXTipo de cerramientoVENTANAS CON VIDRIOS FIJOS Y CELOSÍASTipo de VidrioVIDRIO CLARO 4mm Acabado InteriorREVOQUE LISO, PINTURA, ENCHAPE EN BALDOSIN

Instituto Jorge RobledoLas actividades en un laboratorio de química exigen la cuidadosa captación y dosificación del recurso lumínico para controlar reflejos en muebles y objetos, permitiendo una mayor concentración y una mejor apreciación de los detalles.

El Laboratorio de Química del Instituto Jorge Robledo presenta condiciones de captación, control y distribución de luz natural muy apropiadas para el desarrollo de actividades académicas que requieren concentración y observación de detalles, aspectos relacionados directamente con la seguridad de los estudiantes.

Este espacio educativo se encuentra ubicado en un segundo nivel y cuenta con ventanales corridos en ambos costados, la altura de los sillares se corresponde con la altura del plano de trabajo que se encuentra a 0.90 mt. sobre el piso. Los ventanales rematan contra el cielo raso a una altura de 2,40 mt. y cuentan con barreras vegetales que controlan la radiación solar y tamizan la luz natural, sin necesidad de otros dispositivos para este efecto.

El material de acabado de los muebles fijos, enchape en baldosín blanco, permite aprovechar el recurso lumínico ya tamizado por la fachada. A pesar de que la textura del baldosín es lisa y genera muchos reflejos, la posición de los mesones con relación a los accesos de luz, controla posibles brillos molestos que se podrían generar sobre estas superficies en el campo visual de cada estudiante. Brillos que se originan con otras inclinaciones rebotan hasta el cielo raso, que por ser de color blanco, complementa el ambiente luminoso al interior del laboratorio. La efectividad de la captación, control y distribución de la luz natural es tal que se hace innecesaria la disposición de iluminación artificial.

Ventanas LateralesIncidencia de Muebles y Objetos

14:40 14:45 15:10

La luz natural no genera reflejos molestos a pesar del acabado brillante

de las superficies de trabajo.

La cualidad lumínica favoreceuna buena percepción

de los detalles.

Condiciones de iluminación en un plano de trabajo

N 44°EN 44°E

Calle 51

Calle

65


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1213

Los planos blancos y brillantes en la proximi-dad de las ventanas reflejan la luz natural que penetra tamizada por la vegetación. La ubica-ción de las mesas de trabajo con respecto a las ventanas evita que los reflejos lleguen a la cara de los estudiantes.


CONCLUSIÓNAcabados blancos y brillantes pueden ser utilizados para maximizar los aportes lumínicos por reflexión hacia el cielo raso sin ocasionar riesgos de deslum-bramiento que puedan afectar la seguridad de los estudiantes al manipular objetos o sustan-cias peligrosas. La relación entre el mobiliario y los venta-nales favorecen el ingreso de la luz de forma bilateral, reducien-do las sombras y balanceando

Plantas

Secciones

1 mt 6 mt

1 mt 6 mt



Las mediciones de intensidad lumíni-ca fueron realizadas sobre los meso-nes del laboratorio, los cuales tienen una altura de 0.90mt. la luminancia exterior correspondiente a la toma de datos de este estudio presentó valores cercanos a los 7.500 luxes.

Los valores de iluminación interna oscilaron entre los 200 luxes hacia el centro del laboratorio y 2500 luxes en las zonas adyacentes a las ventanas.

Modulando los factores de distribución propios a este espacio y aplicando el rango operativo entre 500 y 1500 luxes como el apropiado para el desa-rrollo de las actividades del laborato-rio, se pudo verificar que bajo condi-ciones de luminancia exterior corres-pondientes a 20.000 luxes, como rango medio para Medellín, por lo menos un 90% de las superficies de trabajo del laboratorio pueden ser ocupadas con total seguridad sin necesidad de encender ninguna lám-para.


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LOCALIZACIÓN Barrio Centro - MedellínCarrera 42A # 48-86TIPOLOGÍA DEL EDIFICIOEducación Artística

Control SolarVENTANA PROFUNDA , VACÍO EN DOBLE ALTURAMaterial del edificioCONCRETO, LADRILLO Y REVOQUETipo de cerramientoVENTANAL FIJO Y VENTANAS CON CUERPO BATIENTETipo de VidrioVIDRIO BRONCE 5mm Acabado InteriorREVOQUE LISO, PINTURA BLANCA.

Instituto de Bellas ArtesLa luz natural no sólo se debe considerar en función de la cantidad disponible, sino además en una distribución homogénea que le permita a las personas estudiar en condiciones de confor t sin estar expuestos a brillos ni deslumbramientos.

La nueva sede del Instituto de Bellas Artes fue construida en el año 2000 y destinada a la enseñanza de las artes plásticas y la música, cuenta con buenos accesos de luz natural que generan espacios aptos para las clases de pintura y la exposición de las mismas. El edificio, ubicado en esquina, aprovecha el recurso lumínico de ambas fachadas por medio de franjas de ventanería profunda que se encuentran protegidas de la radiación solar directa. En el ochave se destaca un gran ventanal de tres alturas con vidrio fijo y en su interior el edificio cuenta con un gran vacío iluminado por un domo central, por lo que la presencia de la luz natural es una constante en la vivencia de este espacio.

El taller de pintura objeto de este estudio se encuentra en el segundo nivel del edificio, justo en la esquina del ochave, por lo que los aportes de luz natural se presentan principalmente por esta gran abertura que disfruta de las mejores condiciones de visibilidad hacia el exterior. Los ingresos de luz por los ventanales corridos, los acabados de las paredes y el cielo contribuyen a conformar un ambiente lumínico uniforme en la mayor parte del aula.

La ubicación del tablero hacia el fondo del taller facilita el máximo aprovechamiento del área que resulta mejor iluminada, evitando brillos o reflejos que se podrían ocasionar por la iluminación directa de las ventanas, aspecto que se puede reforzar con una adecuada disposición de los muebles.

Ventanal de Piso a CieloDistribución Uniforme de Luz

12:45 12:50 13:10

Principal ingreso de luz naturaldesde el fondo del taller por el

gran ventanal en esquina.

Efecto de acabados en pared y cielo raso sobre la calidad de

la luz natural en el taller

Homogeneidad lumínica sobre un plano de trabajo

N 29°EN 29°E

Cra

42

Cra

42A

Calle 49 Ayacucho


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El acceso de luz por el ventanal en esquina y las ventanas laterales permiten una equilibra-da distribución de la luz natural en el taller. Los acabados complementan la calidad del ambiente lumínico gracias a la luz que llega desde múltiples direcciones.


CONCLUSIÓNNo basta con asegurar que la intensidad lumínica en el interior de un espacio supere el nivel de referencia. Sobreiluminar puede ocasionar un pobre rendimiento visual y por este motivo es conve-niente revisar también la distribu-ción de la luz sobre las zonas útiles de un espacio, especial-mente allí donde el tipo de activi-dad requiere una excelente per-cepción de los volúmenes y las formas y no sólo de los contornos.

Plantas

1 mt 6 mt



Secciones

1 mt 6 mt

Los datos tomados simultáneamente en el exterior y en el interior del taller per-mitieron calcular sus factores de distri-bución lumínica. La luminancia exterior registrada alcanzó el rango de los 25.000 luxes y los valores de iluminan-cia a 0.90 mt. del piso oscilaron entre los 250 y los 1500 luxes.

La distribución de la luz natural no genera grandes contrastes entre los valores máximos y mínimos, el espacio se ajusta ergonómicamente a las normas de control de brillos y deslumbramien-tos, que recomiendan no exceder una relación de 3:1 entre la superficie de trabajo y los máximos valores registrados en el interior del espacio. Un recinto con alto contraste ocasiona fatiga visual al obligar a una continua acomodación de la pupila a las variadas condiciones de iluminación, circunstancia que se pre-senta en un aula artística si la actividad académica requiere de la presencia de un modelo.

Modulando los factores de distribución con 20.000 luxes de luminancia exte-rior, se superan los 500 luxes en el 60% del taller, condición bastante favorable si se considera que este nivel se obtiene en un 85% de los días en Medellín entre las 09:00 y las 17:00 horas.


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LOCALIZACIÓN Universidad Nacional de ColombiaSede - MedellínTIPOLOGÍA DEL EDIFICIOEducación Profesional

Control SolarALERO EN CUBIERTAMaterial del edificioESTRUCTURA METÁLICA Y BLOQUE A LA VISTATipo de cerramientoYESO, VIDRIO Y CHAPA DE ALUMINO PERFORADATipo de VidrioVIDRIO CLARO 4mm Acabado InteriorBLOQUE A LA VISTA, CONCRETO Y STEEL DECK

Facultad de Arquitectura UNLa visibilidad de la bóveda celeste esta menos limitada en campo abierto, lo que permite el ingreso de una mayor cantidad de luz hacia las zonas profundas de un espacio, especialmente si las ventanas tienen una altura suficiente.

El nuevo edificio de la Facultad de Arquitectura albergará talleres, laboratorios y oficinas para los proyectos de extensión, su construcción comenzó en el año 2001 y en su concepción arquitectónica se maximizó el aprovechamiento de la luz natural, considerando aspectos ambientales como el control solar y la ventilación natural. La privilegiada orientación hacia el norte y su emplazamiento en el eje del valle, son aspectos que simplificaron el control solar de las fachadas y permitieron excelentes condiciones de visibilidad, pues la línea de no cielo es muy baja y la definen la arborización del campus universitario y el perfil lejano de las montañas.

La fachada está compuesta por tres bandas horizontales de las cuales sólo la inferior es opaca, la central es un ventanal corrido en vidrio transparente y el cuerpo superior corresponde a láminas de aluminio perforadas que, además de permitir el ingreso de luz natural tamizada, aseguran la ventilación de los talleres.

Las franjas de captación de luz alcanzan para iluminar de forma natural la totalidad del aula taller, a pesar de que los acabados de paredes y piso sean poco reflectivos. Los aportes lumínicos que ocasiona la reflexión en las vigas y el cielo en Steel Deck no son muy apreciables debido al material de piso y el tamizado de la luz alta que produce la chapa perforada. Se destaca la calidad ambiental que representa el poder disfrutar del paisaje de manera simultánea al desarrollo de las actividades académicas.

Ventana CorredizaInfluencia del Entorno

11:30 11:40 12:00

Los materiales de acabado opacos y rugosos no generan brillos

ni reflejos molestos.

La luz natural llega con suficiente densidad hasta el

fondo del aula taller.

Iluminación para espacios profundos

NorteNorte


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1213


Tamizar la luz que proviene de un entorno sin obstrucciones resulta favorable para no exceder la intensidad lumínica en la zona próxima a la fachada ni limitar la referencia del paisaje exterior en la zona profunda.


CONCLUSIÓNUn entorno sin mayores obstruc-ciones permite la obtención de intensidades y distribuciones lumínicas aptas para el desarrollo de actividades académicas, inclu-so en locales profundos. El vidrio claro y su combinación con las chapas de aluminio perforadas, brinda una continuidad cromática que también en la zona profunda del taller permite disfrutar de la luz natural sin perder la relación con el paisaje.

Plantas

Secciones

1 mt 6 mt

1 mt 6 mt



Se registró una luminancia exterior de 27.000 luxes en promedio mientras que en el interior del edificio se obtuvieron registros que oscilaron entre los 300 y los 5.000 luxes. Todas las mediciones se realizaron sobre un plano de trabajo horizontal ubicado a 0.90 mt del piso a pesar de que por el tipo de actividades pedagógicas es probable que con fre-cuencia se trabaje directamente en el piso.

En la zona próxima a la ventana se registraron los máximos valores, los cuales empiezan a descender abrupta-mente a un metro de la fachada. En esta zona el aporte lumínico de las chapas perforadas es casi nulo, pero empieza a ser notable a partir de los 3 metros, ya que a medida que aumenta la distancia a la fachada las chapas perforadas se perciben con más área abierta, efecto apreciable hasta los 6 metros de profun-didad.

Los Factores de Distribución obtenidos se modularon con una luminancia de 20.000 luxes, valor que permite una suficiencia lumínica hasta de 8 horas en días de brillo promedio para Medellín. Ante estas condiciones se obtendría una iluminación sobre los 500 luxes en el 70% del área útil del aula taller.


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luz

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LOCALIZACIÓN Barrio Boston - MedellínCarrera 39 # 54-31TIPOLOGÍA DEL EDIFICIOEducativo - Preescolar

Control SolarVENTANA PROFUNDA, ALERO EN CUBIERTAMaterial del edificioBLOQUE A LA VISTA, LADRILLO CATALÁN, REVOQUE LISOTipo de cerramientoVENTANAS CON CUERPO CENTRAL CORREDIZOTipo de VidrioVIDRIO CLARO 4mm Acabado InteriorREVOQUE LISO, PINTURAS AMARILLAS Y BLANCA

Preescolar El SufragioDosificar el ingreso de luz mediante dispositivos de control manual ofrece ventajas en la optimización energética y ergonómica de espacios educativos y puede ayudar a fomentar una cultura del ahorro en las nuevas generaciones.

El preescolar del Colegio Salesiano El Sufragio es una construcción del año 2000 en forma de “L” que adicionada a la parte posterior de la edificación existente, configuró un claustro central con tres niveles. Las aulas, para niños entre los 4 y 6 años, se iluminan por ventanales laterales orientados hacia el patio y la calle. El aula donde se realizó este estudio está ubicada en el segundo nivel del ala oriental del edificio y posee vanos compuestos en vidrio claro con cuerpos de ventana corredizas para permitir la libre circulación de aire. El cielo raso con acabado en estuco y color blanco actúa como dispersor de la luz natural que ingresa por las ventanas, las cuales rematan directamente en el cielo del aula.

La disposición de los ventanales laterales propicia un elevado aprovechamiento del recurso lumínico y requiere de algún dispositivo que permita modular la luz en intensidad y distribución para adaptarla a las condiciones solares y las actividades académicas allí desarrolladas. Este requerimiento fue resuelto con un sistema de persianas verticales, cuya operación permite obtener diversos rangos de control de la iluminación, desde tamizar levemente la luz, hasta lograr un apreciable oscurecimiento del aula para el desarrollo de actividades como la proyección de imágenes o videos. Debido a la duración de la jornada académica, los horarios de clase y el suficiente acceso de luz natural por ambos ventanales, el sistema de iluminación artificial pasa aquí a un segundo plano.

Ventanas LateralesCerramientos Traslúcidos

15:30 15:40 15:50

Acceso de luz natural por el ventanal abierto al exterior sin control de las persianas.

Efecto de atenuación lumínicapor el despliegue del sistema

de persianas verticales.

Control de iluminación con persianas verticales

N 47°WN 47°WCalle 54

Calle 55

Cra 39 a


AM

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MÍN

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IN

TER

IOR


63

1213


Fachadas con ventanas generosas, comple-mentadas por dispositivos que permiten regu-lar la intensidad y distribución de la luz natural que ingresa por ellas, hacen posible la adapta-ción de la condición lumínica del aula a las necesidades ergonómicas de los estudiantes.

ASPECTOS LUMÍNICOS

El control de la intensidad y la distribución de la luz natural mediante un sistema de persianas permite acondicionar de múltiples formas el ambiente lumínico al interior de un aula. En este análisis se comparan dos estados de operación, el primero con las ventanas completamente descubiertas y el segundo con las persianas de una de las fachadas, completamente desplegada.

Los registros de iluminancia en ambos casos fueron obtenidos con una mínima variabili-dad de las condiciones de exterior, lo que posibilitó un análisis comparativo muy confiable. La constante de cálculo fue de 23.000 luxes y los rangos de iluminación obtenidos con las ventanas descubiertas oscilaron entre los 1.600 y los 5.000 luxes. Cerrando una de las persianas los registros oscilaron entre los 500 y los 4.500 luxes. Es importante recordar que en espacios que poseen varias ventanas los factores de distri-bución integran los aportes simultáneos de todos los ingresos de luz, por esta razón, aunque la mayor variación se presente en cercanías a la ventana cuya persiana fue cerrada, la totalidad de la curva de distribu-ción resulta afectada. En este caso, la per-siana ha permitido disminuir la intensidad lumínica que se registra al interior del aula para obtener iluminancias que no resulten excesivas para el desarrollo de actividades como la lectura y la escritura.


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CONCLUSIÓNLa posibilidad de dosificar la luz natural de un recinto mediante dispositivos de control manual, introduce dentro de los hábitos de ocupación una cultura de ahorro energético para la obtención de espacios más confortables. Esta circunstancia se refuerza por la alta variabilidad del recurso lumí-nico disponible en el exterior, ante la cual permitir una respuesta igualmente variable resulta muy apropiado.

Plantas

AN

TES

DE

SP

UE

S

Secciones

Las persianas posibilitan el control de brillos y deslumbramientos porque influyen sobre la intensidad y color de la luz y especial-mente en la calidad de la iluminación sobre las superficies en que los niños estudian.


1 mt 6 mt

1 mt 6 mt




Modulando con un valor de luminancia de 20.000 luxes el conjunto de facto-res de distribución lumínica asociados a una persiana completamente desple-gada, se puede observar cómo la distri-bución de la luz natural abarca una mayor superficie del aula en el rango comprendido entre los 500 y 1.500 luxes, nivel apropiado para el desarrollo de actividades de lectura y escritura. Esta distribución lumínica, propiciada por la atenuación que ocasiona el haber cerrado las persianas de uno de los costados, se puede complementar operando la persiana de la fachada opuesta para modificar las característi-cas de la luz que penetra por allí.

Introducir en los hábitos pedagógicos de los docentes la capacidad de inte-ractuar con la luz natural para que el recinto siempre ofrezca las condiciones lumínicas óptimas, puede cuidar la ergonomía visual de los niños. Gracias a esto será posible concientizarlos acerca de las condicionales lumínicas apropiadas para sus ojos, previniendo malas posturas y evitando que los niños realicen esfuerzos innecesarios que podrían afectar su nivel de concen-tración o incluso evolucionar hacia problemas posturales que afecten su salud o la calidad de su visión.


“La iluminación representa una parte significativa de la energía usada en las edificaciones. Si deseamos concebir arquitectura Pasiva y de Bajo Consumo Energético, la "iluminación pasiva", es decir la iluminación natural, brinda la segunda más grande oportunidad para la conservación de la energía”.

Steven V. Szokolay - Marzo de 1998

Introduccion


Normativa y Ahorro Energetico

La arquitectura, al igual que la mayor parte de las profesiones, cuenta con un conjunto de instrumentos jurídicos que tienen como finalidad cualificar los resultados y productos derivados del ejercicio profesional para proteger a los futuros usuarios ante eventuales circunstancias que se consideran indeseables, peligrosas o poco estratégicas para el interés individual o colectivo. Son este tipo de normativas las que obligan a satisfacer unos estándares mínimos de seguridad, economía, comodidad y apropiado manejo ambiental, algunas desde la etapa de construcción y otras a partir del momento en que e l proyecto ent ra en funcionamiento. Todos estos reglamentos buscan propiciar un mejor desempeño del proyecto frente a los usuarios, los recursos y el territorio; de esta forma la arquitectura y el urbanismo adoptan estándares de calidad y seguridad tanto a nivel nacional como internacional. Dentro de un variado grupo de disposiciones legales que reglamentan el ámbito de la construcción, se pueden enunciar: las normas de estabilidad y sismoresistencia, las que regulan el uso de la tierra y la planificación territorial, las normativas ambientales, los códigos de seguridad, accesibilidad y más recientemente, exigencias de carácter energético y de salud ocupacional. De esta forma, las normativas se convierten en un requisito para arquitectos y constructores y en una garantía para los residentes y usuarios en general.

El desarrollo de cualquier reglamentación parte de un reconocimiento preciso de los riesgos que se quieren prevenir y de las acciones que interesa

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fomentar, sólo de esta forma es posible establecer cual es la circunstancia o propiedad verificable que permite reconocer en un caso específico en qué momento la normativa se cumple y en que momento no. Esta condición umbral, que requiere para su definición del desarrollo y estandarización de métodos de cálculo y análisis de los fenómenos en estudio, debe permitir valorar con precisión el desempeño de un proyecto para determinar con claridad si supera o no el límite mínimo establecido como referencia.

Iluminación conjugada en el Pabellón de Victorio Manuel.Milán, Italia. Fotografía de Ader A. García C.


En el caso de la iluminación natural ya se han establecido las bases científicas suficientes para emprender esta tarea, de forma que en muchas partes del planeta los alarmantes consumos energéticos que ocasiona el alumbrado artificial innecesario, así como el riesgo a que pueden estar sometidas personas que permanecen en condiciones de iluminación inapropiadas, están siendo regulados a través de una progresiva reglamentación de las características lumínicas que debe poseer un proyecto. El punto de partida fue el aseguramiento de niveles de iluminación mínimos para las diferentes actividades que se desarrollan al interior de un espacio, pero paulatinamente esta preocupación por garantizar condiciones de ergonomía y seguridad visual está siendo complementada por un creciente interés en el aprovechamiento lumínico. En un futuro cercano las normativas arquitectónicas se ocuparán de reglamentar la Iluminación Conjugada, es decir el justo y equilibrado balance entre luz natural y luz artificial para lograr una adecuada gestión energética del proyecto y una reducción de los impactos ambientales que ocasiona la producción de una iluminación adecuada.

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Normativas sobre IluminacionHasta la fecha (2004) las normas que se refieren al uso y aprovechamiento de la luz natural en la arquitectura Colombiana están enmarcadas dentro de tres ámbitos principales. El primero es de carácter local y corresponde a los Estatutos de Planeación, Usos del Suelo, Urbanismo y Construcción, los cuales son determinados por las Alcaldías y Oficinas de Planeación Municipales. El segun-do y tercero son de escala nacional y corresponden al Código de Salud Ocupacional determinado por el Ministe-rio de Trabajo y Seguridad Social de Colombia, y los Decretos para el Uso Racional de la Energía reglamenta-dos por el Ministerio de Minas y Energía.

Acuerdo número 38de julio 3 de 1990

Por el cual se expide el Estatuto Municipal de Planeación, Usos del Suelo, Urbanismo y

Construcciones de Medellín.

CAPITULO No. 4NORMAS ESPECÍFICAS DE CONSTRUCCIÓN DE LAS

EDIFICACIONES EN GENERAL.

ARTICULO 123º. Patios y vacíos. Toda construcción que se proyecte en la ciudad deberá disponer para todos sus espacios de iluminación y ventilación naturales

directa a través de fachadas, patios, vacíos de patios, o exteriores. Se exceptúan de la anterior consideración las

áreas destinadas a servicios sanitarios, las cuales podrán ventilarse indirectamente a través de otros

espacios de servicios, por buitrones o medios mecánicos. Las alcobas de servicios podrán ventilarse indirectamente por ventanas que se proyecten a áreas de servicios iluminadas directamente siempre y cuando

entre las ventanas de ambos espacios no medie una distancia mayor a tres metros (3 m).

Planeacion UrbanaEn los códigos urbanos y normas básicas de construcción de va r i o s mun i c i p i o s co l omb ianos e x i s t en reglamentaciones referidas a la obligatoriedad que tiene todo espacio interior de tener algún tipo de contacto, así sea indirecto, con el exterior circundante. Para propiciar la incorporación de luz y ventilación natural al interior de todo proyecto, especialmente en los de vivienda, se establecen habitualmente las distancias máximas entre un espacio cerrado y la ventana más próxima, así como las dimensiones y proporciones mínimas que deben tener los patios y los vacíos en función de su profundidad. Este

tipo de reglamentaciones rigen para la ejecución de proyectos nuevos y para el reconocimiento de construcciones existentes, por lo cual dentro de los procedimientos legales asociados a cualquier proyecto es requisito indispensable cumplir con estas disposiciones para la tramitación de licencias de construcción, elaboración de reglamentos de propiedad horizontal y la ejecución de adiciones y reformas en cualquier tipo de construcción.

En ningún caso este tipo de reglamentaciones se refieren directamente a las intensidades lumínicas mínimas que se deben registrar en el interior de un espacio ni a las características de distribución de la luz natural que se deben obtener, sólo propician el aprovechamiento de este recurso por ventanas, claraboyas, patios o servidumbres sin ocuparse de verificar si el desempeño lumínico de la edificación es suficiente. El control y aplicación de estas normas se realiza actualmente por las Curadurías Urbanas donde se verifica el cumplimiento de los criterios establecidos en los estatutos de Planeación de cada municipio.

Salud OcupacionalEn la mayor parte del mundo se han establecido directrices para proteger los derechos de los trabajadores y cuidar que las condiciones ambientales que se presentan en los ambientes laborales sean adecuados para prevenir y atender los riesgos profesionales


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asociados a la actividad desarrollada. Algunas investigaciones detallan en forma muy exhaustiva los aspectos más elementales de un oficio, los diferentes movimientos que lo conforman y los diferentes espacios en que se realiza, con base en estas investigaciones se han elaborado

en particular, sino para los aspectos más generales del grueso de las actividades laborales.

En Colombia disponemos del Código de Salud Ocupacional, recopilación de muchas legislaciones respecto al tema en las cuales, utilizando como apoyo los principios de la ergonomía visual y los efectos positivos de la luz natural sobre el ser humano, también se legisla acerca de la aplicación y el manejo correcto de la luz natural en espacios interiores así como de los complementos que pueden ser realizados mediante la utilización de la luz artificial en los puestos de trabajo. La norma reglamenta los niveles mínimos que se deben propiciar para diferentes actividades que se realizan regularmente en espacios interiores, los valores de iluminancia recomendados presentan ligeras variaciones con respecto a las normas internacionales, pues el tipo de actividad no es la única variable que influye sobre la iluminancia necesaria para realizar una tarea, lo que deja abierto un campo de discrepancias acerca de la iluminación que cada nación u organismo de estandarización considera como suficiente.

El propósito del Código es mejorar la calidad de los ambientes de trabajo para disminuir los riesgos profesionales que pueden estar asociados a la pobre iluminación de los objetos y espacios que rodean a una persona. Se pretende asegurar condiciones de iluminación apropiadas para la realización de tareas y

tablas generalizadas, ya no para cada oficio

trabajos de diversa índole, integrando en el diseño de un puesto de trabajo la obligatoriedad de prevenir accidentes y permitir una apropiada gestión de enfermedades acumulativas a las que puede estar sometido un trabajador como consecuencia de unas pobres

ACTIVIDAD

Trabajos con detalles finos, poco contrastey largo tiempo Diferenciación de detalles, grado regular de contraste y largo tiempo Diferenciación moderada de detalles

Para diferenciación de detalles

Trabajos ocasionales

Zonas de almacenamiento, pasillos

de circulación Garajes para reparación de vehículos

Cuartos para cambios de ropas, sanitarios

Trabajo regular de oficina

E (lux)

1.000 - 2.000

500 -1.000

300 - 500 150 - 250 100 - 200

200

1.000

200 - 300

1.500

Elaborado con base en el Código de Salud Ocupacional,ley novena de 1979, art. 83. Publicado en Medellínpor el ISS Seccional Antioquia, 1990, pp. 65, 66.

Resolución número 02400de mayo 22 de 1979

Por el cual se establecen algunas disposiciones sobre vivienda, higiene y seguridad en los establecimientos de

trabajo.

TÍTULO IIINORMAS GENERALES SOBRE RIESGOS FÍSICOS,

QUÍMICOS Y BIOLÓGICOS EN LOS ESTABLECIMIENTOS DE TRABAJO.

CAPITULO IIIDe la iluminación

Artículo 79. Todos los lugares tendrán la iluminación adecuada e indispensable de acuerdo con la clase de labor que se realice según la modalidad de la industria;

a la vez que deberán satisfacer las condiciones de seguridad para todo el personal. La iluminación podrá ser natural o artificial, o de ambos tipos. La iluminación natural debe disponer de una superficie de iluminación (ventanas, claraboyas, lumbreras, tragaluces, techos en

dientes de serrucho, etc) proporcionalmente a la del local y clase de trabajo que se ejecute,

complementándose cuando sea necesario, con luz artificial. Cuando no sea factible la iluminación natural, se optará por la artificial en cualquiera de sus formas y

deberá instalarse de modo que:a) No produzca deslumbramientos, a causa de reflexión

del foco luminoso en la superficie de trabajo o foco luminoso en línea de visión.

b) No produzca viciamiento de la atmósfera del local, ni ofrezca peligro de incendio o sea perjudicial para la

salud de los trabajadores.Parágrafo. El número de focos, su distribución e

intensidad estará en relación con la altura superficial del local y de acuerdo con el trabajo que se realice.

Artículo 80. Se procurará que el trabajador no sufra molestias por la iluminación solar directa; para este fin

es indispensable utilizar un vidrio difusor con colocación apropiada u otro dispositivo que evite el resplandor.

Artículo 81. Cuando se use iluminación suplementaria para las máquinas o aparatos, se ha de tener cuidado de que tengan su pantalla adecuada siempre que no

den lugar a la proyección de contrastes de luz y sombra.

Artículo 82. Los lugares de trabajo dentro del establecimiento, que ofrezcan mayor peligro de

accidente deberán estar suficientemente iluminados, especialmente en aquellas operaciones o procesos en

donde se manejen o funcionen máquinas-prensas, troqueladoras, cizallas, trituradoras, inyectoras,

extrusoras, sierras, etc


condiciones de iluminación. Normativas similares podrían estar incorporadas al proceso de diseño y ejecución de establecimientos educativos, pues también los estudiantes pueden estar sometidos durante varios años a condiciones de iluminación inapropiadas, capaces de entorpecer los procesos de enseñanza-aprendizaje, ocasionar un deterioro de la visión en personas en plena etapa de desarrollo o incluso poner en riesgo la integridad personal.

Es importante tener en cuenta que se trata de valores que fueron identificados como favorables en investigaciones adelantadas por fabricantes de luminarias que requerían saber las condiciones de iluminación adecuadas para los

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sitios de trabajo. De esta forma fue posible para ellos abaratar el costo de una instalación de iluminación artificial sin atentar contra la salud de las personas que ocuparían luego los espacios iluminados artificialmente. Ante la escasez de proyectos de investigación complementarios, estos valores de referencia de la iluminación artificial son los mismos que se aplican para los estudios de iluminación natural, con la salvedad de que se trata de intensidades que pueden ser superadas, dentro de ciertos límites, utilizando una fuente de luz cuyo aprovechamiento no ocasiona costos económicos directos.

Uso Racional de la EnergiaCon relación al uso eficiente de energía, desde de la década de los años 80 las empresas del sector eléctrico del país desarrollaron algunas acciones, la mayoría en respuesta a situaciones de orden coyuntural, que no permitieron obtener resultados exitosos en esta materia. El concepto de Uso Racional de la Energía adquiere una dimensión diferente en el nuevo contexto, la eficiencia energética es una condición básica para el mejoramiento de la calidad de vida y de la productividad y competitividad internacional del país. Según el Documento CONPES 2801 "Estrategias y Acciones para Fomentar el Uso Eficiente y Racional de Energía" (Ministerio de Minas, agosto de 1995), "Una de las estrategias fundamentales en el nuevo contexto es la creación y fomento de un mercado de uso eficiente de energía donde la normalización, la certificación y la rotulación de equipos de uso final son elementos básicos para el funcionamiento del mercado de uso eficiente." En el mismo documento se identifica también el "desarrollo de una cultura ciudadana" como una acción a largo plazo, que fomente una actitud de compromiso con la sociedad, su entorno y el planeta y que debe traducirse en la eliminación del desperdicio de energía y la preferencia de equipos energéticamente eficientes.

"El consumo de energía eléctrica del sector residencial representa el 48% de las ventas de energía eléctrica del país y, de éste, 20% corresponde a iluminación. Adicionalmente, si se considera el consumo en iluminación del sector comercial e industrial, se estima que 12% de la demanda de energía eléctrica total del país (4900 GWh/año en 1995) está destinada a iluminación." Estudios que cuantificaron el ahorro energético que se podría derivar de implementar normas de carácter obligatorio en las que se establecieran los máximos valores de consumo de energía por punto de

Resolución número 02400de mayo 22 de 1979

Artículo 83. Se deberán tener en cuenta los niveles mínimos de intensidad de iluminación, ya sean medidas en lux o en bujías / pie, de conformidad con la siguiente

tabla:

a) Para trabajos que necesiten diferenciación de detalles extremadamente finos, con muy poco contraste y durante largos períodos de tiempo de 1000 a 2000 lux.

b) Para diferenciación de detalles finos, con un grado regular de contraste y largos períodos de tiempo de 500

a 1000 lux.c) Cuando se necesita diferenciación moderada de

detalles la intensidad de iluminación será de 300 a 500 lux.

d) Para trabajos con poca diferenciación de detalles la iluminación será de 150 a 250 lux.

e) En trabajos ocasionales que no requieren observación detallada la intensidad de iluminación será

de 100 a 200 lux.f) Zonas de almacenamiento, pasillos para circulación

de personal, etc., requieren una intensidad de iluminación de 200 lux.

g) Garajes, reparación de vehículos con iluminación de 1000 lux.

h) Cuartos para cambios de ropas, con intensidad de 200 lux.

I) Trabajo regular de oficina, con intensidad de iluminación de 1500 lux.

j) Corredores, con intensidad de iluminación de 200 lux.k) Sanitarios con intensidad de iluminación de 300 lux

l) Bodegas, con intensidad de 200 lux.

Parágrafo. Para los efectos de esta tabla, la unidad de medida será el lux, que se define como la intensidad producida en una superficie por una bujía estándar

colocada a un metro de distancia. La unidad de iluminación más empleada es la bujía-pie, que se define como la iluminación que recibe una superficie de un pie

cuadrado, en el cual se distribuye un flujo de lumen. Una bujía-pie equivale a 10.76 lux.


luz, demostraron la pertinencia de elevar la eficiencia de la producción de luz artificial en el país. Se estimó que mediante la sustitución de iluminación tradicional incandescente por bombillas compactas en los sectores residencial, comercial e industrial, se podría lograr un ahorro en iluminación cercano a los 1300 GWh en energía y de 623 MW en potencia. Por este motivo se propuso que el INEA (Instituto Nacional de Energías Alternativas) liderara un programa de sustitución de cerca de dos millones de bombillas incandescentes por lámparas compactas de alta eficiencia, programa piloto con el que se pretendía ahorrar cerca de 130 GWh/año y 70 MW-pico. Este programa estaba respaldado por Normas Técnicas Colombianas como la NTC 4358 sobre "Pérdidas Máximas en Balastos Electromagnéticos para Tubos Fluorescentes de Arranque Rápido", y la NTC 4360 sobre "Límites de Eficacia de Tubos Fluorescentes de Arranque Instantáneo", mediante las cuales se reglamentaron las especificaciones técnicas que debían cumplir las luminarias disponibles en el mercado colombiano.

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energéticos provendrá no sólo del aprovechamiento directo de la luz natural, sino también del apropiado diseño de los circuitos y sistemas de automatización de la edificación, pues la luz natural posee una eficacia luminosa superior a la que posee un dispositivo para el alumbrado artificial. Significa esto que la luz natural, sea proveniente de la radiación directa o de la difusa, disipa por unidad de luminosidad (Lumen/Wh) menor cantidad de calor que la luz artificial, disminuyendo así las cargas térmicas por este concepto al espacio interior.

Ya se han resaltado las bondades ofrecidas por la luz natural en cuanto a sus características cualitativas, físicas, ergonómicas, pero desde el punto de vista energético la incorporación de la luz natural en un proyecto trae consigo al menos otras cuatro ventajas

Ahorro EnergeticoEn muchos lugares del mundo los grandes edificios pueden destinar hasta un 35% de su consumo eléctrico en el alumbrado artificial y por este motivo en el orden de prioridades para la gestión energética en edificaciones se estima que el uso de la iluminación pasiva o natural ocupa el segundo lugar de importancia, luego de la climatización artificial. Como consecuencia de las grandes cargas por alumbrado y refrigeración de aire que se le asocian, los mayores ahorros de energía eléctrica que se pueden derivar de la implementación de estrategias de iluminación natural se presentan en edificaciones no residenciales, especialmente en edificios de oficinas y con destinación educativa donde el alumbrado artificial puede ocasionar hasta el 50% del consumo total de energía eléctrica de la edificación. Experiencias de aprovechamiento de la iluminación natural en edificaciones no residenciales de los Estados Unidos (Comunicación de D. Balcomb al PLEA 88, Oporto, 1988) han demostrado ahorros energéticos promedio de hasta un 47%.

Si se valora la luz natural no sólo por sus bondades ergonómicas sino también por su condición de recurso abundante y económico, es posible la generación de una arquitectura que integre la luz natural y la artificial para aplicar estrategias que propicien el ahorro energético y la optimización de los niveles de iluminación en los espacios interiores. La reducción en los consumos

La principal dificultad que plantea el diseño de dispositivos para la captación y aprovechamiento de la luz natural, especialmente en zonas tropicales, es el delicado balance que debe hacerse entre los aportes de calor y luz natural. Cualquier interés de aprovechar el recurso lumínico de un sitio debe estar acompañado de una apropiada protección solar en fachadas y cubiertas, pues de poco sirve propiciar condiciones de iluminación excelentes si esto se logra a costa de permitir un acceso solar incontrolado.

d isparar e l consumo energét ico por acondicionamiento de aire, crear condiciones de disconfort o sencillamente, propiciar que las cortinas y persianas tengan que permanecer cerradas durante la mayor parte del día. Los dispositivos de protección solar ayudan a generar mejores niveles de uniformidad en el interior del local, tamizando la radiación solar directa y posibilitando un óptimo aprovechamiento de la luz natural. Conviene entonces que al diseñar o reformar una edificación se tengan en consideración los siguientes aspectos relacionados con el ahorro energético:

Si se presenta esta circunstancia se puede

Menor dependencia del alumbrado artificial.Reducción en el consumo energético.Alargamiento de la vida útil de las lámparas y menos requerimientos de mantenimiento.Aminoramiento de la contaminación que ocasionaría la producción de lámparas y energía para su operación.

Concebir la solución como un diseño balanceado entre los factores térmicos y lumínicos, controlando el deslumbramiento y/o el recalentamiento que puede ocasionar la radiación solar directa.Optimizar las fachadas teniendo en cuenta sus


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orientaciones, tamaños, formas, dispositivos de control solar y la presencia de cerramientos acristalados o traslúcidos.Integrar elementos difusores que potencien los efectos de la iluminación natural y que al mismo tiempo ayuden a mejorar la distribución lumínica interior.Procurar que la forma de los locales no sea excesivamente compacta y profunda, al punto de impedir el ingreso de la luz y la ventilación naturales en la mayor parte de la superficie. Siempre que sea posible es conveniente la combinación de iluminación lateral con cenital.

Iluminacion ConjugadaSe define Iluminación Conjugada como la integración de los sistemas de alumbrado artificial con los dispositivos arquitectónicos que permiten el ingreso de la luz natural al interior de una edificación. Un correcto diseño y operación de los sistemas activos de iluminación hace posible el mayor aprovechamiento de la luz que ingresa de forma natural por los vanos de un proyecto, sin necesidad de recurrir a una masiva automatización del sistema. El diseño de una estrategia de Iluminación Conjugada es el paso natural que da continuidad al compromiso de un equipo de diseño arquitectónico que se ha preocupado por desarrollar cerramientos, pieles o dispositivos que permitan obtener unas fachadas con un elevado control solar, pero propiciando una alta transmisión lumínica. La coherencia entre la edificación y los dispositivos electromecánicos que al interior de la misma se ocupan de mantener condiciones de habitabilidad apropiadas, es la que permite ahorrar energía al reducir los horarios de funcionamiento, alargando la vida útil de las lámparas y demás componentes del sistema.

Para lograr este uso racional del recurso tecnológico es imprescindible el diseño coordinado de los sistemas de iluminación artificial en estrecha concordancia con las características del conjunto de envolventes que delimitan el recinto a iluminar, en especial la forma como se distribuye la luz natural en su interior, así como el tiempo en que cada punto del espacio supera los niveles de iluminación requeridos por la normativa correspondiente. Una consideración importante dentro del diseño de la Iluminación Conjugada, es la posibilidad de controlar automáticamente los sistemas de lámparas en función del aprovechamiento máximo de la luz natural, utilizando para ello interruptores y sensores de intensidad que mantengan los niveles de iluminación adecuados a las labores visuales desarrolladas al interior del local. El conocimiento anticipado acerca del desempeño lumínico que tendrá una edificación hace posible aplicar criterios de simplicidad en el diseño de estos circuitos de iluminación artificial, con la certeza de que durante el tiempo de operación se generarán importantes ahorros energéticos. En estos casos es conveniente la instalación de lámparas controladas por circuitos independientes, que mantengan encendidas durante el día sólo aquellas que estén alejadas de las ventanas y/o las fuentes de luz natural, con el fin de lograr un sistema que se complemente entre luz natural y artificial, manteniendo dentro del edificio la garantía de un ambiente lumínico sano y energéticamente apto.

En conclusión, cuando se adelanta el diseño de las condiciones lumínicas de una edificación se deben considerar de manera simultánea todos los aspectos relacionados con la protección solar, sólo de esta forma es posible restringir la penetración de la radiación solar directa y la reducción del ángulo de observación de la bóveda celeste, ambos causales de deslumbramiento en el interior del local. Las condiciones actuales reclaman de arquitectos, constructores y planificadores su compromiso de Alta Calidad Ambiental en todas sus obras, para que, mediante el correcto uso de los recursos naturales, se logre una adecuada gestión energética en las edificaciones, garantizando simultáneamente el confort y la seguridad para residentes y usuarios.

Hall de escaleras en el Centro Comercial Camino Realen Medellín, Colombia. La zona del fondo se encuentra

iluminada de forma natural y el pasillo de llegadacuenta con iluminación de refuerzo.


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valores constantes, sino que deben ser calculados cada vez de acuerdo a las condiciones dadas por el diseño final

a cada proyecto.de los cerramientos, las características y las necesidades propias

Suficiencia LuminicaCuando en una edificación se aplican estrategias de Iluminación Conjugada, los tiempos de funcionamiento de los circuitos de alumbrado eléctrico variarán de acuerdo a la época del año, además de diferir entre un día y otro, por este motivo una predicción precisa de los ahorros energéticos que puede brindar una edificación iluminada de forma combinada es imposible. Los tiempos de funcionamiento de los circuitos no están atados a un horario rígido de encendido o apagado, sino a las variabilidades naturales del recurso lumínico del lugar, aspecto que puede ser debidamente atendido mediante los cálculos de Suficiencia Lumínica. Para elaborar los estimativos de ahorro es preciso entonces recurrir a información climática de carácter histórico y aplicar procedimientos de cálculo un poco más laboriosos.

La Suficiencia Lumínica es el tiempo en horas en que es posib le i luminar completamente un espacio aprovechando únicamente la luz natural que ingresa a través de las fachadas y cubiertas sin necesidad de encender las lámparas. Su cuantificación requiere el conocimiento del recurso lumínico disponible en un sitio para definir los intervalos en que las condiciones de cielo aportarán valores de luminancia que superen la intensidad mínima necesaria, rangos que se obtienen de los Archivos Lumínicos de Exterior tomados idealmente en el mismo sitio de emplazamiento del proyecto. Dado que el desempeño lumínico de un espacio interior depende de la conformación y características de sus fachadas, los rangos de suficiencia lumínica no son

Zonificacion de CircuitosSi el control de alumbrado artificial integra el edificio como un todo, el total de horas en que la luz natural sería suficiente para iluminar cada edificio estará limitado por el punto más oscuro del mismo. En el caso de un edificio con una profundidad demasiado grande, las horas en las que se podrían mantener apagadas las lámparas, para iluminar naturalmente la totalidad del mismo, no propiciarían un correcto uso del recurso lumínico disponible. Como en las zonas adyacentes a las fachadas el aprovechamiento lumínico puede ser mayor, los valores de suficiencia lumínica también pueden serlo, siempre y cuando el control de los circuitos eléctricos así lo permita.

La zonificación de circuitos es una estrategia para obtener mayores beneficios energéticos en el diseño de la Iluminación Conjugada, el propósito es estudiar la conveniencia de diseñar circuitos capaces de operar de forma independiente. Los criterios de zonificación son particulares a cada proyecto y pueden ser aplicados tanto a locales como a grandes contenedores para analizar comparativamente el desempeño de diversas alternativas de zonificación a partir de un caso base correspondiente a un circuito único. Al zonificar un edificio, aunque su núcleo requiera refuerzo con luz artificial, toda la zona perimetral adyacente a las fachadas podrá seguir siendo iluminada naturalmente, aumentando así el potencial de aprovechamiento de este recurso. Como la disponibilidad lumínica para las fachadas y cubiertas no es similar debido a sus diferentes condiciones de visibilidad y orientación, sólo al momento de realizar las modulaciones se puede establecer con precisión qué zonas del edificio podrán ser iluminadas por la bóveda celeste. La primera opción es diferenciar entre las zonas adyacentes a las fachadas y el núcleo del edificio, pero de acuerdo al tamaño y complejidad del mismo pueden surgir otras alternativas, las cuales, a partir de un análisis comparativo que utiliza como factor ponderante las áreas servidas por cada zona, determinará cual resulta preferible.

Una postura exageradamente conservadora estimaría que si un sólo punto al interior de una zona, requiere aportes de luz artificial, entonces corresponde encender la totalidad del circuito correspondiente. Es de anotar que se trata de una opción muy drástica, pues se estaría

Recintos Portátiles de Prueba (RPP) ubicados en el lugarde emplazamiento de la nueva terminal de pasajerosdel aeropuerto de Málaga en España, para determinar

el recurso lumínico disponible en el sitio.Proyecto desarrollado por GOP Oficina de Proyectos,

Madrid, con la asesoría ambiental y energéticade los Arqs. Jorge Salazar y Alexander González.


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sobreiluminando toda una zona para compensar los pocos luxes faltantes en una parte de ella. Si los niveles de luminancia no decrecen exageradamente rápido, es probable que los períodos en que se suministra flujo lumínico en exceso puedan resultar significativamente largos, lo que se constituye en un desperdicio energético y en un aumento innecesario en las cargas térmicas que deberá atender el sistema de climatización. Si se permite que en cada circuito operen la mitad de las lámparas instaladas es posible trabajar con suficiencias lumínicas parciales, sencillo criterio de operación que puede generar importantes ahorros energéticos adicionales.

Por este motivo, en ocasiones es conveniente que en el diseño de Iluminación Conjugada se considere que los sistemas de alumbrado artificial cuenten al menos con tres modos de operación: completamente encendido, completamente apagado y un tercer modo denominado Iluminación de Refuerzo, en el que el circuito opera al 50% de su potencia. Para estudiar el beneficio potencial de un sistema de alumbrado que permita encender

Retos a FuturoEl abordaje de la dimensión ambiental en la arquitectura constituye, más que un compromiso histórico, un componente fundamental en el ejercicio contemporáneo de la profesión. La preocupación por reducir los impactos ambientales de un proyecto urbano arquitectónico constituye en la actualidad un nuevo eje de análisis acerca de la calidad de un proyecto, necesariamente migraremos hacia formas de ocupar el territorio que resulten ambientalmente más sanas y en ese entonces estaremos en capacidad de ejercer un Urbanismo y una Gestión Territorial de Alta Calidad Ambiental.

Para conquistar tan enorme reto es urgente, entre otras muchas cosas, la creación e incorporación de normativas para fomentar la integración de la luz natural en la arquitectura. Las normas de planeación de algunos municipios ya exigen luz natural, pero no soportan su criterio con aspectos de distribución e intensidad. Por otro lado, los parámetros del Código de Salud Ocupacional, aunque tengan preferencia por la luz natural, se conforman con garantizar los niveles adecuados y la aplicación correcta de la luz, aunque sea artificial. Esta integración normativa entre los Estatutos de Planeación Municipales y el Código de Salud Ocupacional ya puede ser llevado a cabo utilizando como soporte algún modelo para el cálculo y análisis de la luz natural que permita estimar los aportes cuantitativos de ésta de una forma ágil y sencilla, aplicable por igual a edificaciones existentes como a proyectos en desarrollo.

La adecuada Gestión de la Demanda Energética (Demand Side Management DSM), enfocada al aprovechamiento del Potencial de Ahorro Energético que se puede obtener de la aplicación de técnicas de arquitectura pasiva y de bajo consumo energético, deberá apoyarse en los avances de la tecnología de la simulación y modelación arquitectónica y el estudio de las condiciones de clima y entorno que afectan las edificaciones. La aplicación de las normas y los principios de la Iluminación Conjugada no sólo traerá beneficios económicos y de confort visual a los ocupantes de un proyecto, sino que además generará importantes ahorros energéticos al propietario de un inmueble; ahorros que al ser proyectados de esta escala doméstica a una dimensión tan amplia como lo urbano o lo territorial, representará un inmenso beneficio energético para el país.

únicamente la mitad de las luminarias de una zona es necesario calcular cuándo es oportuno encender la primera mitad de las luminarias y cuándo el resto.

Estudio de alternativas de zonificación de circuitosde alumbrado eléctrico para la terminal

de pasajeros del Aeropuerto de Alicante en España.


73

Iluminacion en Espacios Comerciales. Casos de Estudio

En la iluminación de espacios comerciales los sistemas de alumbrado eléctrico alcanzan su mayor protagonismo; las actividades que se desarrollan en este tipo de proyectos transcurren durante franjas horarias en las cuales no siempre se cuenta con abundante recurso lumínico, en muchas ocasiones las actividades comerciales se prolongan hasta avanzadas horas en la noche y a veces las mercancías exhibidas requieren de acentos lumínicos que repercuten positivamente en el nivel de las ventas. Por estas razones en este tipo de espacios los conceptos de arquitectura interior frecuentemente entran a reñir con las posibilidades de una iluminación natural, especialmente cuando se pretende un manejo escenográfico en el interior, el cual puede ser fácilmente desvirtuado por la presencia de luz proveniente del exterior.

A pesar de ello, no resulta un contrasentido hablar de iluminación natural de espacios comerciales, todo lo contrario; los altos costos energéticos que se derivan de un sistema de alumbrado, así como los beneficios y ventajas propios a la luz natural, permiten llegar en muchas ocasiones a interesantes ejemplos de balance y complementariedad. Se presentan a continuación cinco nuevos casos de estudio, en los cuales es posible reconocer las inmensas posibilidades de aprovechamiento de este recurso en una tipología arquitectónica aparentemente obligada a depender del alumbrado eléctrico. Tal es el caso del Boulevard Comercial Mayorca, que posee una abertura perimetral en su cubierta central que hace posible la iluminación casi cenital de las vitrinas y el control de los reflejos al quedar éstos dirigidos hacia el piso. En el Centro Comercial Oviedo varios almacenes permiten demostrar la importancia de planificar y utilizar la luz natural como materia de diseño en ocasiones en las que interesa resaltar los colores y texturas de los productos exhibidos, como es el caso de una tienda de accesorios en la cual las estanterías y muebles de exhibición, construidos en vidrio, permiten simultáneamente la adecuada apreciación de los productos y el ingreso de luz al interior del local. Las conclusiones hacen un llamado de atención acerca de las grandes posibilidades de la luz natural como elemento para el refuerzo de las ventas, además de hacer posible la configuración de espacios con un alto potencial de ahorro energético, siempre y cuando se asegure el necesario balance entre control solar y captación lumínica.

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LOCALIZACIÓN Municipio de SabanetaCalle 56 S con Av. Las VegasTIPOLOGÍA DEL EDIFICIOBoulevard Comercial

Control SolarALEROS DE PROTECCIÓN SOLAR EN CUBIERTAMaterial del edificioBLOQUE DE CONCRETO, CUBIERTA METÁLICATipo de cerramientoABERTURA PERIMETRAL EN CUBIERTATipo de VidrioVIDRIO GRABADO DE 4 MMAcabado InteriorREVOQUE LISO, PINTURA, PISO EN CERÁMICA

Palacio de Bellas ArtesSuperficies traslúcidas, ubicadas es este caso estratégicamente en el perímetro de la cubierta, generan ambientes luminosos interiores óptimos para la circulación por pasillos y la apreciación de los productos exhibidos en vitrina.

El Boulevard Mayorca está ubicado en el municipio de Sabaneta y cuenta con una conexión directa con la estación Metro de Itagüi. En la edificación de varios niveles se destaca el gran pasaje comercial que comunica el puente peatonal con la Avenida Las Vegas, el cual se encuentra totalmente iluminado de forma natural.

La luz natural en el interior del pasaje se capta por medio de una abertura perimetral en la cubierta, la cual cuenta con dispositivos difusores de luz natural. Los vidrios grabados fueron estratégicamente ubicados para interceptar los rayos del sol y controlar las aguas lluvias. Adicionalmente, los acabados de la cara interna de la cubierta reflejan la luz proveniente de la losa de parqueaderos ubicada en la cubierta del edificio. La gran altura de esta banda perimetral en relación con el nivel de los usuarios, así como la claridad y textura de los acabados en paredes y pisos, generan un ambiente luminoso óptimo para la circulación por pasillos y la contemplación de las vitrinas.

La orientación y condiciones de entorno de la edificación, el diseño de los muros laterales y el remate de cubierta con materiales traslúcidos a modo de alero, posibilitan un correcto aprovechamiento de la luz natural durante gran parte del día, permitiendo a este centro comercial operar varias horas sin necesidad de encender las lámparas.

Ventanas Superiores

La cubierta se percibe flotante gracias a la abertura perimetral

para el ingreso de la luz natural.

Desde la zona de peatones se notan los elementos difusores de luz, control solar y aguas lluvias.


10:30 10:45 10:50

Centro Comercial Mayorca


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Abertura perimetral en cubierta


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La luz, que penetra de forma difusa por la abertura perimetral de cubierta, se distribuye homogéneamente sobre la zona comercial. Los dispositivos que impiden el ingreso de la lluvia, atenúan los rayos de sol por medio de vidrios grabados.


CONCLUSIÓNCombinar materiales traslúcidos con diseños de cubierta que posibi-litan la ventilación cruzada y el control solar, ayudan a propiciar ambientes interiores con una alta calidad ambiental y un menor costo de mantenimiento. La iluminación cenital respalda la calidad del espacio comercial, permitiendo una mejor reproducción cromática y asegurando que la mayor parte de los brillos y reflejos estén dirigidos hacia el piso.

Plantas

Secciones

1 mt 6 mt



1 mt 6 mt

Los valores de la luminancia exterior registrados durante la prueba no presen-taron mayores variaciones, la constante de cálculo utilizada fue de 35.000 luxes.

Las intensidades de iluminación que se registraron simultáneamente en el inte-rior de la galería oscilaron entre los 1.000 y los 2.500 luxes, información que permitió construir la curva de facto-res de distribución lumínica correspon-dientes a los aportes combinados de los dispositivos en la cubierta, los reflejos en su cara inferior y las superficies de cerramiento de los locales. Esta curva presenta sus mayores valores hacia el centro del pasillo, distribución típica para ventanas altas y opuestas. Sin embargo, es notable un mayor nivel de iluminación en la zona derecha de la gráfica, correspondiente al sector norte del pasillo, el cual se ilumina principal-mente por la abertura orientada hacia la porción sur de la bóveda celeste, gene-ralmente más luminosa que la bóveda norte del Valle de Aburrá.

De presentarse una luminancia de 20.000 luxes, se podría contar con suficiencia lumínica en la totalidad del área de circulación e incluso, en buena parte de los accesos a los locales comer-ciales.


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LOCALIZACIÓN Barrio El Poblado - MedellínCalle 6 Sur 43A-127 L-248TIPOLOGÍA DEL EDIFICIOLocal Comercial

Control SolarVENTANA RETRASADAMaterial del edificioLADRILLO CON REVOQUE RANURADOTipo de cerramientoVENTANAS CON VIDRIOS FIJOSTipo de VidrioVIDRIO CLARO 4mm Acabado InteriorREVOQUE LISO, PINTURA DE COLOR BLANCO

Arpelli - OviedoCapturar y dispersar la luz natural en forma indirecta sobre superficies de acabado blanco, es una excelente estrategia escenográfica para la exposición de artículos comerciales que basan parte de su éxito en el uso de los colores llamativos.

En un local del Centro Comercial Oviedo se evaluaron las condiciones de captación y aprovechamiento de la luz natural que se realiza por medio de aberturas luminosas localizadas en las partes altas del almacén, efecto reforzado por la dispersión ocasionada por los acabados en color blanco. El ambiente lumínico resultante propicia una estrategia escenográfica que resalta los colores y texturas de los artículos que se ofrecen al público.

El local cuenta con un volumen a doble altura que sobresale en la fachada este, en el cual se ubican dos ventanales con vidrios fijos; el primero es una ventana cuadrada a manera de vitrina donde se localiza la publicidad del almacén, en la parte superior se destaca un ventanal corrido del cual depende en mayor grado la calidad del ambiente lumínico de este espacio.

La zona anterior del local posee doble altura, la posterior un entrepiso que se utiliza como bodega. Todos los planos verticales de este almacén presentan acabado liso y color blanco, los cuales dispersan la luz natural que penetra principalmente por las ventanas superiores, generando un ambiente lumínico bastante uniforme. La iluminación indirecta lograda por las paredes blancas permite la ubicación de estantes y muebles tanto en forma vertical como horizontal, facilitando incluso la exposición de pequeños artículos en urnas de vidrio sin requerimiento de iluminación artificial de refuerzo.

Ventanas SuperioresIncidencia de los acabados en la calidad lumínica

Iluminación de la escala por medio de una ventana superior

en el fondo del local.

Los planos con acabados lisos y color blanco refuerzan el

protagonismo de la mercancía.

Texturas y colores en paredes interiores

11:40 11:50 12:10

S 60°ES 60°E

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Calle 6 sur


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Los acabados interiores permiten aprovechar el efecto de dispersión lumínica, optimizando el recurso lumínico captado y propiciando una iluminación indirecta que no ocasiona brillos ni deslumbramientos a los clientes y que atenúan las sombras de los objetos.


CONCLUSIÓNLa alta calidad del ambiente lumínico interior logrado en este local demuestra la importancia de planificar y utilizar la luz natural como materia de diseño, capaz de potenciar las intencio-nes arquitectónicas y funciona-les en espacios donde el color y textura de los objetos exhibidos requieren ser resaltadas.

Plantas

Secciones

1 mt 6 mt

1 mt 6 mt



El análisis lumínico de este espacio fue realizado en condiciones de cielo exterior estables y cercanas a los 13.500 luxes. Los datos de iluminación interior se tomaron sobre un plano horizontal a 0,90 mt del piso en sentido perpendicu-lar a las principales entradas de luz del local, donde se registraron valores entre los 480 y los 4.100 luxes.

La mayor intensidad de luz natural en la zona próxima a la ventana inferior se aprovecha directamente en un estante que exhibe maletas de mediano tamaño y que funciona a su vez como tamizador de la luz. Por este motivo las intensida-des lumínicas en la curva de factores de distribución disminuye dramáticamente en los primeros metros. En el centro del local se hace perceptible el aporte de la ventana superior y los reflejos de las paredes blancas, generando un ambien-te luminoso bastante uniforme hasta el fondo del mismo.

Modulando los factores de distribución de este local con 20.000 luxes como luminancia promedio en Medellín, es posible obtener suficiencia lumínica en la zona del local que tiene doble altura y donde inciden principalmente los apor-tes de la ventana superior y los reflejos de las paredes.


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Control SolarVOLADIZO EN FACHADA, VIDRIO GRABADOMaterial del edificioLADRILLO, REVOQUE LISO, PINTURA Tipo de cerramientoVENTANALES CON PERFILERÍA EN ALUMINIOTipo de VidrioVIDRIO CLARO 4mm Acabado InteriorREVOQUE LISO, PINTURA, MUEBLES EN MADERA

San Basilio - Oviedo La disposición de muebles necesarios para la exhibición de artículos que no obstruyan el recurso lumínico que aportan las vitrinas requiere de un adecuado diseño en la arquitectura interior, con el fin de no sacrificar la calidad del ambiente lumínico.

Este local posee cualidades lumínicas óptimas para la exhibición de artículos femeninos como bolsos y calzado que suelen tener colores poco luminosos. El adecuado diseño de estanterías en vidrio y plataformas escalonadas permiten tamizar la luz que ingresa por los ventanales orientados hacia los pasillos del centro comercial.

La luz que ingresa a este espacio proviene principalmente de dos ventanales de cielo a piso que conforman la esquina nororiental del local, en el interior se presenta una doble altura con un entrepiso que funciona como bodega. Los materiales de acabado del cielo, las paredes y el piso poseen texturas lisas y colores claros que refuerzan la iluminación del lugar, sin embargo priman los colores terracotas suaves debido al acabado del piso, la presencia de artículos de cuero y algunos elementos de color marrón.

Las plataformas para ubicar los artículos no superan el metro de altura y por ello no obstruyen la luz que penetra por la vitrina norte del local. En la fachada oriental, donde se presentan las mayores ganancias lumínicas, se encuentra un estante de vidrio con una separación generosa entre los entrepaños con el fin de permitir el ingreso de luz natural hacia el fondo del local. La ventana principal cuenta con una banda de vidrio granizo que, además de operar como atenuador solar, difunde la luz hacia la zona media del local.

Ventana de Piso a Cielo

12:15 12:25 12:30

La separación entre los estantes horizontales permite que la luz

ingrese hasta el centro del local.

La zona próxima al ventanal permite exhibir bajo excelentes

condiciones de iluminación.

S 60°ES 60°E

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Calle 6 sur

Dispersión lumínica por objetos y muebles

Estanterías y Muebles de Exhibición.


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La transparencia de los estantes para exhibi-ción es relevante en el ambiente lumínico de este local, permitiendo una dosificación de la luz natural de manera que una parte del recur-so lumínico puede ser aprovechado en el núcleo del local y parte en la vitrina.


CONCLUSIÓNLa exhibición en locales comer-ciales requiere de un adecuado estudio de mobiliario que permi-ta a los clientes una correcta apreciación de las cualidades y detalles de los artículos para la venta. Utilizar estanterías trans-parentes facilita la iluminación de la parte superior de los mis-mos y permite aprovechar mejor la luz natural para que no sea retenida en la zona de exhibi-ción y alcance a llegar hasta el interior de los locales.

Secciones

1 mt 6 mt

Plantas

1 mt 6 mt



Los registros de luminancia exterior de este estudio oscilaron en valores cerca-nos a los 16.000 luxes. Los datos de intensidad lumínica obtenidos simultá-neamente en el interior del local presen-taron valores entre los 500 y 1.000 luxes a 0,90 mt sobre el piso.

El comportamiento luminoso de este local es bastante homogéneo como se puede apreciar en las gráficas de los factores de distribución, ya que sólo en la zona próxima a la ventana del fondo se supera la relación de 3:1 para des-lumbramientos por intensidad lumínica. Los datos se tomaron en sentido norte-sur, paralelos al gran ventanal de la fachada oriental y detrás de la estantería de vidrio. En la curva se puede apreciar los aportes de luz que se generan por entre cada uno de los vacíos entre los objetos exhibidos.

Modulando los factores de distribución bajo condiciones de cielo exterior a 20.000 luxes se puede verificar que es posible obtener unas excelentes condi-ciones de iluminación en el núcleo del local. El valor de 20.000 luxes se suele superar en Medellín hasta por 8 horas diarias, tratándose de un local orientado hacia un patio estos períodos serán ligeramente menores.


Control SolarVENTANA RETRASADA EN CORREDORMaterial del edificioLADRILLO, REVOQUE LISO, PINTURA BLANCATipo de cerramientoVENTANALES FIJOS, PUERTA VIDRIERATipo de VidrioVIDRIO CLARO 5mm Acabado InteriorREVOQUE LISO, PINTURA COLOR BLANCO

Viajes Eupacla - OviedoCuando las condiciones arquitectónicas de un espacio no permiten una captación directa de la luz natural, es preciso maximizar las áreas de ventana con el fin de lograr mayores niveles de iluminación a partir de la luz proveniente de los patios.

El Centro Comercial Oviedo posee locales alineados frente a corredores de un ancho apreciable, por lo cual la luz se obtiene de forma indirecta a través de los patios y plazoletas interiores. En el segundo nivel del bloque sur y ubicado en el centro del corredor, se encuentra el local de Viajes Eupacla, en el que se realizó este estudio de iluminación natural.

La luz ingresa al local de forma indirecta desde la circulación de acceso. A pesar de que el material de piso en el pasillo no es muy reflectivo, su cielo raso y las paredes del frente presentan acabados lisos y color blanco que favorecen los reflejos de luz natural. El local de esta agencia de viajes posee, además de la fachada principal hacia el corredor, una fachada secundaria frente a un corredor lateral que comunica con la zona de parqueos en la parte posterior de la edificación. Esto permite que las aberturas luminosas de este espacio se dispongan en forma de “L” con dimensiones generosas que favorecen un aprovechamiento máximo de la luz natural que aporta el patio a través de los dos pasillos.

Los acabados del interior en color blanco se convierten en pantallas que reflejan la luz natural que penetra por los ventanales, el piso del local en color claro refuerza la iluminación indirecta que llega desde los corredores y el patio. El espacio no cuenta con divisiones que generen obstrucciones lumínicas y en la zona posterior se encuentra una ventana auxiliar que permite reforzar la iluminación en la zona de servicios del local.

Ventanas de Piso a CieloInfluencia del entorno

El espacio se encuentra libre de particiones y obstrucciones que impidan la iluminación natural.

Los aportes de las paredes y el cielo mejoran notablemente las condiciones de iluminación.

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Iluminación desde patios y pasillos de circulación

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La luz que logra llegar hasta el interior del local es el resultado de múltiples reflejos indirectos que provienen desde la fachada al otro lado del patio, el cielo y el piso del corredor, los venta-nales del local y finalmente las superficies internas del mismo.


CONCLUSIÓNAnte condiciones que no favore-cen la captación de luz natural directa, es conveniente incorpo-rar alternativas para iluminar desde espacios adyacentes por medio de aberturas más gran-des, reflexiones en el exterior e interior del local o su combina-ción. Los resultados pueden ser aceptables en materia de ahorro energético y apropiadas en términos ergonómicos, permi-tiendo iluminar en este caso más del 50% del área útil del espacio.

Secciones

1 mt 6 mt

Plantas

1 mt 6 mt



La luminancia promedio obtenida en la prueba de intensidad y distribución realizada para este local no presentó mayores variaciones a los 13.000 luxes. Los rangos interiores estuvieron entre los 250 y los 1800 luxes.

Los factores de distribución calculados para este local con base en los datos de luminancia exterior e iluminación inte-rior, permitieron identificar el comporta-miento lumínico de este espacio. Los máximos valores de iluminación se presentan en la zona adyacente al venta-nal ubicado frente al patio, decrecen rápidamente en dirección perpendicular a esta abertura hasta el primer metro, a partir de aquí la pendiente de esta curva disminuye y los valores decrecen ligera-mente hasta los 3,0 mt; este efecto se debe a que la disminución de los aportes de iluminación de las ventanas se com-pensa con los aportes de iluminación proveniente de las paredes por reflexión, a partir de los 3,5 mt la intensidad lumínica continua decreciendo hacia el fondo del local.

La suficiencia lumínica que se puede esperar de este espacio será aproxima-damente el 60% de su área útil, en días de intensidad promedio de Medellín, correspondientes a valores de 20.000 luxes.


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LOCALIZACIÓN Barrio Centro - MedellínAv Oriental TIPOLOGÍA DEL EDIFICIOPasaje Comercial

Control SolarQUIEBRASOLES EN CONCRETOMaterial del edificioCONCRETO LISO Y LADRILLO A LA VISTATipo de cerramientoDOMOS EN MATERIAL ACRÍLICOTipo de VidrioVIDRIO CLARO 4mm (VITRINAS LOCALES) Acabado InteriorLADRILLO A LA VISTA - PISO EN CERÁMICA

Palacio de Bellas ArtesIluminar pasillos y zonas de estancia en una zona comercial por medio de transparencias en cubierta, permite configurar ambientes lumínicos compatibles con la exhibición de productos y la oferta de servicios.

En el pasaje comercial Camino Real, ubicado en el centro de la ciudad de Medellín, se analizaron la intensidad y distribución lumínica natural en un hall de escaleras en el segundo nivel. La luz ingresa a este espacio cenitalmente, a través de un plano inclinado que posee una estructura de soporte en concreto liso que opera como sistema de control solar. Todo el conjunto se encuentra recubierto por superficies translúcidas.

El hall lo delimitan las vitrinas de varios locales, posee doble altura y conforma el remate de una de las principales circulaciones del Centro Comercial. La iluminación que aportan los domos se distribuye de forma homogénea por todo el espacio, el cual podría considerarse como un patio cubierto que comunica, por medio de una escalera, con el primer nivel.

La abundante luz natural que penetra de forma difusa por los lucernarios, permite la apreciación de las vitrinas y anuncios comerciales sin necesidad de encender luminarias en esta zona del edificio. Los acabados en ladrillo de color oscuro y el piso en cerámica de color amarillo ocre, absorben la luz proveniente de la cubierta sin generar reflejos o deslumbramientos que podrían resultar molestos para los visitantes y comerciantes del Centro. La escasa radiación solar directa que alcanza a ingresar a través de las vigas en concreto, se difunde al entrar en contacto con los domos de la cubierta, lo que genera un incremento en la iluminación del espacio.

Ventanas Superiores

Ambiente lumínico apto para la apreciación de anuncios y productos en exhibición.

Los acabados en ladrillo y el piso en baldosa cerámica no

generan brillos ni reflejos.


11:30 11:45 11:50

Centro Comercial Camino RealIluminación Cenital

N 61°WN 61°W

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Calle 53 Maracaibo

Distribución y Homogeneidad LumínicaLuz Natural

en la Arquitectura

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El gran lucernario permite que este espacio se ilumine correctamente durante la mayor parte del día. El aprovechamiento lumínico es elevado y por ello no se requieren acabados lisos y brillantes para reforzar la iluminación que llega al nivel del usuario.

ASPECTOS LUMÍNICOS

Se verificó el desempeño lumínico del lucer-nario bajo dos condiciones de cielo exterior: completamente despejado (izquierda) y parcialmente nublado (derecha). Los datos fueron tomados simultáneamente en el inte-rior y exterior del Centro para cada condición de cielo, los resultados permitieron construir dos curvas de distribución lumínica caracte-rísticas de este espacio.

En condiciones de cielo despejado, los rayos solares inciden sobre los domos y estructura de soporte, el efecto de dispersión y reflexión generado alcanza a elevar la iluminancia del local en promedio hasta 1.000 luxes por encima de la iluminación que se registró minutos más tarde ante condiciones de cielo parcialmente nublado. También se puede apreciar que se presenta un efecto de onda, originado por los rayos solares que se cuelan entre las vigas y que proyectan manchas de sol sobre la parte superior de los muros de los locales. Estas manchas actúan como “nuevas ventanas” que aportan iluminación adicional sobre cada uno de los puntos que conforman la curva de distribución lumínica de este espacio.

Calculados los factores de distribución para ambos casos, la diferencia entre los valores porcentuales no desaparece, pero se hace menos significativa. Al modular ambas cur-vas con una luminancia exterior de 10.000 luxes se puede verificar que se genera sufi-ciencia lumínica en la totalidad del hall.


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CONCLUSIÓN

Plantas

AN

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Secciones

La combinación de lucernarios y dispositivos de sombra permite aprovechar el recurso lumínico natural durante casi todo el día, generando ambientes que resultan más económicos de mantener adecuadamente iluminados.

DESEMPEÑO LUMÍNICO 1 mt 6 mt

1 mt 6 mt

La iluminación cenital en el inte-rior de edificios de uso público genera ambientes de alta calidad y gran potencial de ahorro energéti-co. Sin embargo, es importante resaltar que de no ser resuelta adecuadamente, la radiación solar se puede convertir en un factor negativo para este tipo de solucio-nes. El diseño de cualquier lucer-nario para zonas tropicales requie-re de un buen balance entre con-trol solar y captación de luz.




Los elevados factores de distribución lumínica que posee este espacio demuestran la calidad e intensidad de iluminación que se puede obtener si se aprovecha adecuadamente la luz natu-ral disponible en lugares donde abunda este recurso. Los valores de arriba a la izquierda, obtenidos experimentalmente bajo condiciones de cielo parcialmente nublado y una luminancia exterior de 20.000 luxes, demuestran que este espacio posee una suficiencia lumínica del 100% del área servida, condición que se sigue manteniendo aún en con-diciones de luminancia exterior tan reducidas como los 10.000 luxes, como se representa en la gráfica siguiente, donde se resalta en amarillo el rango de iluminancias adecuado para espacios con destinación comercial.

Los ingresos de luz cenital ofrecen una ventaja adicional en la iluminación de actividades comerciales y de servicios, pues los reflejos que se generan sobre las vitrinas cuando la luz ingresa desde arriba, terminan siempre sobre el piso. Siempre y cuando las superficies de los acabados del piso no sean brillantes o reflectivos, se tendrá un perfecto control sobre los brillos ni reflejos, lo cual redundará en una mejor observación de los artículos y mercaderías expuestas.


Condiciones del Objeto.Distribucion Luminica

Iluminacion Arquitectonica


Optimizacion Luminica de Espacios Arquitectonicos

La iluminación natural en un espacio interior es el resultado de las interacciones que se presentan entre los dos componentes básicos del fenómeno: las propiedades lumínicas del recinto y las características climáticas del lugar, para optimizar la distribución lumínica y los niveles de iluminancia que se pueden presentar en un espacio se requiere estudiar de manera simultánea ambos componentes. Lograr un perfeccionamiento de los cerramientos implica tomar decisiones acerca de la conveniencia o no de practicar aberturas en las fachadas o la cubierta, determinar el tamaño, posición y proporción adecuada para cada una de ellas y hacer una acer tada se lecc ión de l s is tema de acristalamiento a utilizar. Tal como se afirma en el capítulo primero: "Como…la distribución de la luz natural en un espacio interior depende de las relaciones geométricas que se den entre el plano receptor y la fuente lumínica, es posible hallar, de manera regresiva, las características geométricas que debe poseer una abertura para que en el plano de trabajo se den las condiciones de distribución lumínica deseadas". El proceso de perfec-cionamiento da como resultado edificaciones de alta coherencia con las particularidades del lugar, cerramientos de gran transparencia y espacios capaces de aprovechar al máximo la luz natural disponible.

85

La Distribución Lumínica es una propiedad intrínseca a cada espacio arquitectónico que se estudia mediante coeficientes como los Factores de Distribución y los Factores de Luz Día, los cuales dependen de las características geométricas de los cerramientos y de componentes variables como el color y la textura de los acabados, mobiliario, cortinas y demás dispositivos livianos que conforman un recinto. Los Factores de Distribución

Mallas de distribución lumínica de la Nueva Terminal Aeroportuaria (NAT) de Málaga, España, GOP Oficina de Proyectos.

Arriba, factores de distribución lumínica del edificio dique.En el medio, estimativo de iluminancias considerando los aporteslumínicos de las fachadas norte y sur. Abajo, representación tri-

dimensional del mismo espacio pero integrando los aporteslumínicos de una tercera fachada orientada hacia el oeste.

5


pueden ser obtenidos de forma experimental o analítica y permiten identificar las zonas que compartirán condiciones de iluminación similares, así como los sectores que podrán resultar más pobremente iluminados. El conjunto de factores que cada espacio arquitectónico posee puede ser adecuadamente representado como una malla tridimensional en la que cada intersección representa el factor correspondiente a cada punto sobre el plano de trabajo. Las alturas variables que definen esta superficie tridimensional están comandadas por las relaciones geométrico-físicas entre las aberturas luminosas y cada punto. Regularmente se representan en magnitudes porcentuales.

Si el espacio interior se considera aislado de su entorno, la forma y altura de esta malla permanece constante mientras no se alteren las dimensiones y posición de las aberturas, pero al considerar la integración del objeto arquitectónico con el lugar, el conjunto de factores experimenta modulaciones de intensidad que son generados por los efectos del entorno, la presencia de radiación solar y las variadas luminancias de la bóveda celeste. Para estimar la intensidad lumínica de cada punto en el interior del espacio arquitectónico es posible multiplicar el conjunto de factores de un recinto por la luminancia que se presenta en su exterior. El resultado puede ser representado en forma tridimensional, pero si no se trata de un estudio muy exhaustivo y para simplificar los cálculos, habitualmente sólo se representan los valores que coinciden con una sección realizada por el eje de la ventana.

El análisis del desempeño lumínico de una ventana puede dar pie al rediseño de la misma o a la incorporación de nuevas aberturas, para reforzar aquellas zonas del espacio que se han detectado como pobremente atendidas en términos de ingreso lumínico. Muchas de las decisiones acerca de las fachadas de un proyecto pueden ser tomadas utilizando como único material de soporte estas curvas de distribución lumínica, sin embargo, si se requiere también verificar si los niveles de iluminancia serán suficientemente elevados para cumplir con los valores mínimos recomendables según la actividad que se desarrollará en el espacio, esta información resulta insuficiente y será necesario involucrar en el análisis la intensidad de la luminancia que se presenta en el exterior.

Las tablas que a continuación se exponen, y cuya aplicación hace parte del siguiente apartado, fueron construidas para facilitar el cálculo de la distribución lumínica que ocasionan numerosas ventanas con características geométricas claramente diferenciadas.

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Estimativo de la distribución lumínica en el edificio dique,NAT de Málaga y su evolución en un día típico de verano.


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Las cifras allí consignadas permiten calcular la fracción de luz natural que llega directamente desde cada ventana hasta varios puntos localizados sobre el eje de la misma. Por tratarse de valores referidos únicamente al componente directo, no se incorporan allí los aportes indirectos que ocasionan las divisiones interiores y demás objetos localizados en un espacio real. La confrontación entre los estimativos realizados mediante la aplicación de estas tablas y los registros experimentales obtenidos en espacios existentes es uno de los propósitos del capítulo siguiente.

Condiciones del Lugar.Recurso Luminico

Para estimar las intensidades lumínicas que se presentarán sobre el plano de trabajo dentro de un espacio arquitectónico, y poder realizar la confrontación con los valores de referencia recomendados por la norma, es preciso integrar el segundo componente: el aporte lumínico de la bóveda celeste. Esta tarea, que se denomina modulación, se realiza multiplicando cada

Dimensionamiento de VanosPara realizar análisis comparativos acerca de la influencia que tienen la altura, tamaño, proporción y posición de una ventana en las distribuciones lumínicas resultantes, los factores de configuración correspondientes a cada vano fueron agrupados y representados en forma gráfica. Al superponer las curvas de distribución características a cada vano con las de otros vanos similares, es posible hacer comparaciones acerca de la influencia de variaciones dimensionales de las ventanas en la distribución lumínica en un recinto genérico, facilitando la comprensión de su desempeño relativo. Los diagramas permiten predecir en qué zonas de un espacio se presentarán las condiciones de iluminación máxima y mínima, facilitando la correcta elección del tipo de abertura más adecuada para las características y destinación del espacio que se requiere iluminar.

Las conclusiones derivadas del criterio de agrupación utilizado no son las únicas, por este motivo, de acuerdo al contexto y necesidades específicas de cada proyecto, se sugiere crear nuevas formas de agrupación, calcular las distribuciones correspondientes a vanos de otras dimensiones que aquí no fueron representados y particularizar el estudio para facilitar el perfeccionamiento del conjunto de aberturas que tendrán la responsabilidad de iluminar un proyecto específico.

Recurso lumínico en el Valle de Aburrá según registrosexperimentales de enero de 2004. Las curvas de luminanciamáxima y media permitieron concluir que durante los días

de monitoreo el valor de referencia de 25.000 luxesfue superado en promedio durante 8 y 6 horas

respectivamente en ambas orientaciones.

Factor de Distribución por el aporte lumínico de la bóveda celeste. Este valor, que regularmente la literatura especializada establece en un rango entre los 10.000 y los 50.000 luxes (Yañez, 1988), puede ser reemplazado por cifras que posean un mayor nivel de fiabilidad, pudiendo utilizar para ello los resultados obtenidos en los Ensayos de Luminancia que se describen en el apartado titulado "Recurso Lumínico de la Bóveda Celeste". Si se necesita estimar el tiempo en que un espacio podrá ser iluminado de forma natural, disponer de esta información se vuelve imprescindible, en cuyo caso es preciso realizar una caracterización de las condiciones lumínicas del futuro emplazamiento de la edificación.

Cuando la iluminación del espacio depende de un sólo vano, basta calcular los aportes de luz provenientes de esa abertura (Primer Ejemplo), pero si el recinto a ser analizado cuenta con varias fuentes de iluminación, será necesario calcular los aportes de cada abertura lumínica y luego integrarlos para obtener la curva de iluminancia del espacio arquitectónico, la cual corresponde a la sumatoria punto a punto de todos los aportes lumínicos. (Segundo Ejemplo).


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Ejemplo

Considerando una luminancia exterior de 20.000 luxes en ambas fachadas, se estiman los valores de iluminancia que podrán ocasionar dos ventanas opuestas sobre los mesones de un aula que tiene un ancho de 7 metros. La primera ventana tiene 12 metros de ancho por 0.6 de alto y su sillar se encuentra a 1.80 metros de altura. La segunda ventana, que se encuentra en la fachada opuesta, tiene un ancho de 8 metros, una altura de 1.50 metros y su sillar a 0.90 metros sobre el piso. Debemos verificar qué sucedería si la luminancia

Tablas de CalculoLas tablas aquí presentadas contienen los resultados de haber calculado los Factores de Configuración de 28 puntos localizados a lo largo del eje de simetría de numerosas ventanas. Las cifras son el resultado de aplicar las expresiones trigonométricas referenciadas en el quinto capítulo, correspondientes al método analítico desarrollado por el arquitecto José María Cabeza Laínez de la Escuela Técnica Superior de Arquitectos de Sevilla. Tal como se ilustra en el siguiente ejemplo, para hacer el cálculo de la iluminación natural de una ventana se debe elegir de las tablas aquella que resulte similar a la abertura en estudio y utilizar los valores numéricos correspondientes a cada profundidad. Estos valores, que fueron calculados con intervalos de 25 centímetros para un plano de trabajo horizontal a 80 centímetros de altura, permiten el cálculo de iluminancias hasta una profundidad de 7 metros. Si el espacio en estudio tiene una profundidad menor, se deben ignorar los valores sobrantes. Es seguro que las aberturas elegidas no coincidirán en todos los casos con el vano que interese estudiar, en cuyo caso se recomienda recalcular los factores de configuración aplicando la función trigonométrica correspondiente.

en una de las fachadas disminuye hasta 10.000 luxes mientras que la otra permanece estable. Teniendo en cuenta que se trata de un laboratorio para estudiantes adolescentes, comprobaremos si los mesones estarán suficientemente iluminados o si es conveniente modificar las dimensiones o posiciones de las ventanas.

Al procedimiento aplicado para calcular las iluminancias que ocasiona una sola abertura se le denomina Cálculo Simple, pues para su realización se requiere seleccionar los factores de configuración de sólo una de las tablas y combinarlo con un valor de luminancia exterior fijo. El procedimiento comienza tomando uno a uno los factores de configuración del tipo de ventana elegido y multiplicarlos por el valor de luminancia que se esté utilizando como referencia. Tal como lo afirma Guillermo Yáñez en su libro Arquitectura Solar, el valor de luminancia "…varía según la hora del día, la época del año y el grado de nubosidad del cielo, oscilando entre 0 y 100.000 lux. Para latitudes medias y en condiciones normales, la intensidad de la iluminación al aire libre, debida sólo a la radiación difusa proveniente de la bóveda celeste, tiene un valor al medio día en diciembre de unos 10.000 lux, mientras que en junio sería de unos 50.000 lux". Mediciones realizadas en Medellín entre los meses de febrero y septiembre de 2002 permiten asegurar que


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una intensidad de 40.000 luxes es un valor de cálculo fiable que suele ser superado durante varias horas la mayor parte de los días del año. Para primeras y últimas horas del día, así como para aberturas que presenten algún tipo de obstrucción visual (un patio, una edificación al frente, vegetación densa), conviene ser más conservadores y utilizar para los cálculos una luminancia exterior de 15000 luxes. Si se cuenta con registros obtenidos en el sitio que permitan conocer la forma como evoluciona la luminancia de la bóveda celeste a lo largo del día, el estudio que se podrá hacer será mucho más detallado y se podrá llegar a conclusiones con un mayor nivel de fiabilidad.

Los valores de iluminancia estimados para un recinto deberán ser confrontados luego con un valor de referencia, el cual depende del tipo de actividad que se desarrollará en su interior. Los valores de iluminancia que se utilizan como referencia pueden variar entre 250 y 1000 luxes y suelen hacer parte del paquete de normas ambientales o de salud ocupacional de cada país. A pesar de que se cumplan los valores exigidos por la normativa correspondiente, es conveniente que de acuerdo a la edad de quien ejecuta la tarea y la importancia o dificultad de la misma, estos valores sean multiplicados por coeficientes de ajuste. Se propone aquí aplicar el criterio sugerido por el arquitecto Rafael Serra de la Escuela Politécnica de Cataluña en España, quien sugiere que al momento de realizar el análisis lumínico de un recinto se consideren exigencias de carácter ergonómico asociadas con la ocupación del espacio por personas que podrán tener capacidades visuales bien diferenciadas: Edad menor de 35 años y actividad poco importante o de baja dificultad factor de 0.8. Edad mayor de 55 años con actividad crítica, poco usual o de alta complejidad factor de 1.2.

Aplicando un análisis de este tipo es posible determinar: si el aporte lumínico de un vano es suficiente para que en el plano de trabajo se logren niveles apropiados de iluminación natural, si para habilitar una mayor superficie es preciso modificar las características del vano, si la profundidad del recinto es excesiva o si definitivamente es necesario contar con un refuerzo de iluminación artificial. El procedimiento para el cálculo simple es apropiado para estudiar el desempeño lumínico de espacios que reciben luz natural que ingresa por una sola fuente, pero si se requiere estudiar un espacio que reciba aportes lumínicos por dos o más aberturas, es preciso aplicar un segundo método denominado Cálculo Combinado. El procedimiento es muy similar y consiste en calcular para cada punto y de forma independiente, los aportes en luxes que provienen de cada vano.

Estudio de Ventanas TipoTamaño

Los vanos de mayor tamaño permiten el ingreso de mayor cantidad de luz, existe un tamaño óptimo de abertura en función de las características del recinto a iluminar, tamaño a partir del cual un aumento dimensional no genera beneficios lumínicos apreciables pero por el contrario puede aumentar el riesgo de una ganancia solar exagerada. La intensidad máxima se presenta siempre a una distancia a la fachada cercana a la altura del sillar, por lo que la modificación de la altura del dintel influye en los valores que se registran en la zona más profunda del recinto, pero no desplaza las zonas con valores máximos.

Véase página 90

Posición

Ventanas altas tienen una distribución más homogénea y resultan adecuadas para iluminar las zonas profundas de un recinto, pero presentan un rendimiento pobre en las zonas adyacentes al cerramiento. Nuevamente se verifica que los valores máximos se presentan a una profundidad cercana a la altura del sillar, por lo que es conveniente que la altura de este tipo de ventanas sea determinada en función de la profundidad del recinto.

Véase página 91

Proporción

Si interesa iluminar zonas muy alejadas del eje del vano, la iluminación es muy sensible a la variación de las alturas del sillar y el dintel, pero menos sensible a variaciones en el ancho, por este motivo en vanos en los cuales prime el ancho sobre la altura, las propiedades lumínicas del umbral y las jambas operarán como dispositivos de captación y aprovechamiento lumínico. Cuando esto sucede la iluminación provendrá tanto de la abertura como de los reflejos en los planos que la delimitan, por ello al calcular ventanas anchas y de poca altura en muros de espesor apreciable, este método de cálculo podrá arrojar resultados optimistas.

Véase página 92

Seguidamente se totalizan los aportes de uno y otro, lo que implica utilizar varias tablas de forma simultánea.


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Confrontacion entre Datos Experimentales y Calculos Analiticos. Estudios Comparativos

Para verificar los conceptos consignados en el Capítulo Noveno, referidos a la optimización lumínica de espacios arquitectónicos, se realizaron cinco estudios comparativos que utilizaron como material de base los mismos resultados experimentales presentados en los casos precedentes. Paralelamente y con el fin de validar los procedimientos expuestos, se realizaron confrontaciones entre los registros obtenidos experimentalmente y los resultados analíticos, el propósito de las comparaciones fue valorar los márgenes de discrepancia que se pueden esperar entre la información que se obtiene de forma analítica al aplicar el método de los Factores de Configuración y la que se obtuvo de manera experimental durante el trabajo de campo.

En la primera parte de cada ficha se describen los dos espacios que fueron seleccionados para la comparación, la segunda parte de cada ficha contiene las comparaciones entre los datos de intensidad y distribución lumínica obtenidos experimentalmente en cada edificio y su correspondiente confrontación con los valores estimados analíticamente. Los análisis concluyen con recomendaciones arquitectónicas para el diseño de ventanas y dispositivos de aprovechamiento lumínico, así como con reseñas acerca de la fiabilidad que posee el método propuesto según las principales características del espacio a ser calculado.

Se seleccionaron, entre otros, dos ventanas de similares proporciones y tamaño, las cuales permitieron verificar que regularmente los máximos registros se presentan a una distancia cercana a la altura del sillar, pero en uno de los espacios se hizo evidente el importante efecto que ocasiona el reflejo de una superficie exterior asoleada, que incide sobre una de las paredes del local. En las comparaciones realizadas se incluyen dos espacios cuya iluminación resulta muy afectada por los acabados del mobiliario y otros dos espacios de similares dimensiones e iluminados idénticamente por ambos costados, pero con claras diferencias en la altura de los ingresos de luz. Se pudo verificar, por ejemplo, lo confiables que pueden llegar a ser las predicciones acerca del desempeño lumínico de un recinto, se identificó que el margen de discrepancia del método analítico es mayor en el caso de los velos a pesar de que en todos los casos la forma general de las curvas se mantiene casi inalterada y que en la mayor parte de las ocasiones un estudio analítico tiende a subvalorar las condiciones lumínicas que se presentan en un recinto.

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12:45 12:50 15:10

Aquí se analiza la aplicabilidad de ventanas altas en dos tipologías arquitectónicas con diferente uso, el doméstico y el laboral. Los niveles de intensidad apropiados para el desarrollo de las actividades de cada espacio se resaltan en color amarillo. Este tipo de distribución lumínica resulta efectiva para locales profundos, en los cuales la abertura luminosa se ubica sobre uno de los lados menores del espacio a iluminar.

Ambas curvas se construyeron considerando una luminancia exterior de 20.000 luxes, se nota que los valores máximos no se presentan en la zona inmediata a la ventana, por lo que si se modifica la altura de esta, es posible “sintonizar” la curva de distribución lumínica resultante. La eficiencia de este sistema de captación de luz natural mejora con una correcta selección de acabados interiores, tal como se evidencia en la confrontación entre los valores teóricos y los registros experimentales.


Edificio Brasilia 2Ventana: Ancho 2.8, Sillar 1.4, Altura 0.70.

Edificio Playa Horizontal

VENTANA EN COCINAControl SolarVOLÚMENES LATERALES QUE SOMBREAN LA VENTANAMaterial del edificioREVOQUE RÚSTICO Y PINTURA BLANCATipo de cerramientoCUATRO CUERPOS CORREDIZOSTipo de VidrioVIDRIO GRANIZO PELDARAcabado InteriorREVOQUE LISO, PINTURA BLANCA Y CERÁMICA

DESEMPEÑO LUMÍNICOEl lugar tiene condiciones lumínicas adecuadas para la preparación de alimentos. La l u z na tu ra l e s t á b i en distribuida, efecto logrado por la ventana alta y corrida y el tipo de vidrio utilizado en el cerramiento.

VENTANA HACIA UN PATIOControl SolarFACHADA NORTE, PATIO INTERIORMaterial del edificioCONCRETO, REVOQUE Y CRISTANACTipo de cerramientoVENTANA CON CELOSÍAS Tipo de VidrioVIDRIO CLARO 4 mm. Acabado InteriorREVOQUE Y PINTURA BLANCA

DESEMPEÑO LUMÍNICO A pesar de la obstrucción lumínica ocasionada por los edificios vecinos, la posición de la ventana y los acabados del interior, brindan el r e n d i m i e n t o l u m í n i c o necesario para el desarrollo de las actividades de oficina.

Ventana: Ancho 1.60, Sillar 2.15, Altura 0.71.

Las diferencias en intensidad y distribución de la luz natural que se presentan en estos dos espacios provienen principalmente de las diferentes relaciones con el entorno y las variaciones de posición de ambas ventanas.

El análisis comparativo muestra factores de distribución lumínica característicos de ventanas altas. Se presentan valores de iluminación medios en la zona próxima a la ventana, los cuales aumentan hacia el centro del espacio y luego decrecen de una forma menos pronunciada que si se tratara de ventanas bajas. En ambos casos se verifica que los valores máximos se registran a una mayor profundidad, a medida que aumenta la altura del sillar.



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La eficiencia de las ventanas altas en la iluminación de locales profundos pue-de complementarse positivamente con un adecuado uso de colores y texturas para maximizar los reflejos en paredes y piso, incrementando la profundidad útil de la iluminación resultante.

En las gráficas se superponen las curvas de factores de distribución obtenidas experimentalmente, con los valores de distribución lumínica estimados aplicando el método de los Factores de Configuración. Estableciendo las diferencias entre los registros reales y los estimativos teóricos se pudo verificar que en la cocina ambas curvas resultan bastantes similares. Los datos experimentales presentan valores ligeramente inferiores como consecuencia del factor de absorción y dispersión del vidrio texturizado que cierra esta ventana. De todos modos, por tratarse de acabados poco reflectivos y un techo altamente absorbente, en este caso la desviación del estimativo teórico resulta aceptable.

Contrariamente, en la oficina la discrepancia entre ambas curvas demuestran el importante papel que pueden llegar a tener los aportes de luz por reflexión, los cuales no resultan fáciles de integrar en un cálculo analítico. El efecto de pare-des reflectivas y acabados lisos mejoran la distribución lumínica, pero espacios que se iluminen de esta forma ocasionan un mayor margen de error para su cálculo; regularmente los estimativos estarán por debajo de las iluminancias reales.

ANÁLISIS COMPARATIVO DE FACTORES DE ILUMINACIÓN

CUALIDADES LUMÍNICAS

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Considerando un valor mínimo de 500 luxes, las intensidades lumínicas registradas en el local propician una mayor zona útil en comparación con las que se obtienen en el interior de la vivienda. Sin embargo, se debe tener en cuenta que un espacio de estancia y descanso doméstico, esta más orientado a cuidar aspectos cualitativos y a la creación de ambientes lumínicos en los cuales un nivel de 250 luxes resulta aún favorable para el desarrollo de las actividades propias a una vivienda.

En el local la intensidad de la iluminación permanece dentro de un nivel óptimo para la apreciación de colores, texturas y detalles de los artículos exhibidos. Nótese que los valores de iluminancia en la zona cercana a la ventana son casi idénticos a los de la vivienda, pero gracias al adecuado uso de las estanterías, el efecto de atenuación lumínica en la zona media del local es menos pronunciado, generando un efecto tipo onda que es reforzado por los aportes y reflejos del cielo y paredes.

Incidencia de muebles y objetos en la calidad lumínica

En los casos de estudio seleccionados se resalta la calidad de iluminación que se presenta en el interior de ambos espacios, a pesar de tratarse de lugares con una destinación notoriamente diferente, gracias a la relación de las aberturas luminosas con el ambiente interior, definido por el amoblamiento y los acabados.

Los factores de distribución lumínica de l a v i v i enda de sc i enden rápidamente en la zona próxima a la ventana y se nivelan sin mayor perturbación hacia el fondo de la sala, mientras en el local comercial se hace evidente el efecto del mobiliario de exhibición, puesto que los entrepaños y soportes de mercancía, tamizan el ingreso de la luz natural que llega principalmente desde un gran ventanal que opera a modo de vitrina.

VENTANA EN SALÓNControl SolarVENTANAS AL NORTE - ENTORNO VEGETALMaterial del edificioLADRILLO RANURADOTipo de cerramientoVENTANA CORREDIZATipo de VidrioVIDRIO ESMERILADO (Sand Blasting) Acabado InteriorREVOQUE LISO PINTURA COLOR BLANCO

DESEMPEÑO LUMÍNICOEn la sala de esta vivienda se genera un ambiente lumínico apto para el desarrollo de actividades domésticas de estancia y descanso, gracias a la relación de la ventana con el espacio interior, los acabados de paredes, pisos, techo y la disposición de los muebles.

VENTANAL HACIA UN PATIOControl SolarVOLADIZO EN FACHADA, VIDRIO GRABADOMaterial del edificioLADRILLO, REVOQUE LISO, PINTURA Tipo de cerramientoVENTANALES CON PERFILERÍA EN ALUMINIOTipo de VidrioVIDRIO CLARO 4mm Acabado InteriorREVOQUE LISO, PINTURA, MUEBLES EN MADERA

DESEMPEÑO LUMÍNICO La calidad y distribución de la luz natural en el interior de este almacén está estrechamente relacionada con la disposición de las plataformas y estantes de exhibición de los artículos comerciales, además de los acabados de las paredes y el cielo raso.

Urbanización Kalamarí San Basilio - OviedoVentana: Ancho 1.8, Sillar 0.80, Altura 1.50. Ventana: Ancho 4.50, Sillar 0.20, Altura 2.20.



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Los juegos entre luz natural y mobi-liario, sea para estancia o exhibición, posibilitan la generación de ambien-tes luminosos cómodos y efectivos desde puntos de vista cualitativos como en la vivienda y cuantitativos como en los locales comerciales.

Los valores de distribución lumínica obtenidos para la sala de la vivienda, mediante la aplicación del método de los Factores de Configuración, resultan un poco mayores frente a los registros experimentales. A pesar de que ambas curvas presentan una misma tendencia, la discrepancia entre valores se debe a la absorción del vidrio y el velo que cubre la ventana, aspectos que no fueron considerados en los estimativos teóricos.

En el local comercial la diferencia entre ambas curvas es apreciable, en este caso se hace notable que el método teórico, por las simplificaciones que requiere su aplicación, no puede estimar una distribución lumínica altamente afectada por la presencia de entrepaños y mercancía. Cada una de las ondas corresponde al aporte lumínico de la fracción de ventana que resulta visible entre un entrepaño y el siguiente. En espacios donde el amoblamiento y los acabados pueden incidir altamente en la calidad lumínica interior, se recomienda aplicar un método experimental o considerar que en la zona próxima a una ventana el método analítico tiende a predecir valores más elevados de los que se presentan en la realidad.



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Iluminar naturalmente desde dos fachadas opuestas genera distribuciones muy equilibradas que aminoran las zonas de penumbra y por este motivo permiten aumentar el tiempo en que los espacios interiores pueden funcionar sin necesidad de utilizar la luz artificial. Esta condición se presenta en los dos casos expuestos, a pesar de tratarse de espacios de uso y características muy diferentes y en los cuales no es imprescindible propiciar una relación visual con el exterior.

La iluminación bilateral reduce la presencia de sombras, mejora el modelado de los objetos y resulta acorde con proyectos educativos y comerciales, siempre y cuando no se presenten limitaciones interiores como son las particiones y muebles altos. En el caso de las aulas este tipo de iluminación debería ser una norma, para atender simultáneamente las exigencias visuales de personas diestras y zurdas.

Influencia del entorno en el recurso lumínico disponible

El desempeño de aberturas ubicadas en costados opuestos de un espacio se evidencia en el Boulevard con una distribución asimétrica a pesar de la similitud de las aberturas, ocasionado por la desigual luminancia de la bóveda celeste. La forma convexa de la curva es consecuencia de ingresos de luz muy altos para el ancho del espacio, por lo que buena parte de la luz queda en los planos verticales de la fachada opuesta.

En el laboratorio la curva de distribución de luz natural es mucho más simétrica, debido a las condiciones de vegetación que equilibran los ingresos de luz por ambas fachadas. La concavidad en la curva indica que la mayor parte de la luz llega hasta el plano de trabajo.

ABERTURAS SUPERIORESControl SolarALEROS DE PROTECCIÓN SOLAR EN CUBIERTAMaterial del edificioBLOQUE DE CONCRETO, CUBIERTA METÁLICATipo de cerramientoABERTURA PERIMETRAL EN CUBIERTATipo de VidrioVIDRIO GRANIZO DE 4 MMAcabado InteriorREVOQUE LISO, PINTURA, PISO EN CERÁMICA

DESEMPEÑO LUMÍNICOLas aberturas en el perímetro de la cubierta generan un ambiente luminoso uniforme a lo largo del corredor central del Boulevard, acorde con la apreciación de detalles, texturas y colores de las mercancías expuestas.

VENTANAS OPUESTASControl SolarSOMBRA POR VEGETACIÓNMaterial del edificioLADRILLO CON REVOQUE LISO, CIELO EN TRIPLEXTipo de cerramientoVENTANAS CON VIDRIOS FIJOS Y CELOSÍASTipo de VidrioVIDRIO CLARO 4mm Acabado InteriorREVOQUE LISO, PINTURA, ENCHAPE EN BALDOSIN

DESEMPEÑO LUMÍNICO Pese a la cobertura vegetal, las dos ventanas laterales del laboratorio aportan suficiente iluminación para el desarrollo de las actividades académicas. Los acabados y la posición de los mesones refuerzan estas ventajas.

Boulevard Mayorca Instituto Jorge RobledoVentana: Ancho 80,0 Sillar 5.50, Altura 1.20. Ventana: Ancho 6.0, Sillar 0.90, Altura 1.40.



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La iluminación natural mediante aber-turas enfrentadas genera ambientes con un excelente desempeño lumínico. La distribución de luz natural se com-plementa por los aportes de cada ven-tana, aspecto que conviene incorporar como factor de diseño.

En el caso del Boulevard, la discrepancia entre las curvas teórica y experimental se origina en que el método teórico asume condiciones de cielo homogéneo, lo cual es completamente irreal. De acuerdo a la hora y las condiciones de nubo-sidad dadas en el cielo, las características lumínicas de la bóveda celeste presentan notorias variaciones entre una y otra porción. Cuando un espacio “observa” una porción apreciable de la bóveda celeste a través de las ventanas, el margen de error del método no es muy alto, pero en ventanas estrechas y alejadas del plano de trabajo hay una gran focalización y el efecto de las luminancias desiguales se logra evidenciar al interior del espacio.

En el laboratorio, las diferencias entre los valores experimentales y teóricos provienen de la presencia de cobertura vege-tal en el exterior del edificio, efecto que no fue integrado en el estimativo realizado y que limita principalmente la visibili-dad hacia la parte alta de la bóveda celeste. Al centro del espacio las curvas se hacen similares porque la transparencia que tiene un árbol horizontalmente es mayor que la que posee verticalmente.



Los factores de distribución lumínica del preescolar son factibles de ser modificados de acuerdo a las necesidades específicas de la actividad que se desarrolle en su interior. Esto es posible gracias a que el aula cuenta con un elevado potencial de captación lumínica por sus dos ventanales, lo que hace pertinente la presencia de persianas regulables.

En la sala del apartamento, el velo traslúcido dispersa la luz natural que ingresa por el ventanal, generando en la zona próxima un ambiente lumínico uniforme y propicio para el desarrollo las actividades de lectura y estudio. Hacia el fondo del salón, niveles superiores a los 250 luxes permiten hacer uso de este espacio sin la necesidad de encender lámparas durante gran parte del día. Un dispositivo de regulación más sofisticado tendría aquí poca aplicabilidad, debido a la importante atenuación lumínica generada por el balcón.

Dispositivos para el aprovechamiento lumínicoLuz Natural

en la Arquitectura

Los velos y persianas permiten modificar la intensidad y parcialmente la distribución de la luz natural en un espacio en función de la disponi-bilidad del recurso lumínico presente en el exterior. Estas posibilidades de regulación refuerzan la condición de temporalidad en el uso de los espa-cios, comprometiendo a los usuarios con una adecuada conducta frente al tema de la iluminación natural.

En vivienda los velos permiten controlar registros del exterior, aunque como puede notarse, poseen un mayor nivel de atenuación lumínica en comparación con una persiana. Esto se compensa con que en ambientes domésticos son aceptables niveles de i l uminac ión más r educ idos , aumentando así el área útil del espacio.

DESEMPEÑO LUMÍNICO Los velos propician ambientes lumínicos adecuados para las actividades de descanso y estancia, maximizando la ganancia que requiere iluminar espacios profundos, pero controlando los registros visuales desde el exterior.

VENTANAS LATERALESControl SolarVENTANA PROFUNDA, ALERO EN CUBIERTAMaterial del edificioBLOQUE A LA VISTA, LADRILLO CATALÁN, REVOQUE LISOTipo de cerramientoVENTANAS CON CUERPO CENTRAL CORREDIZOTipo de VidrioVIDRIO CLARO 4mm Acabado InteriorREVOQUE LISO, PINTURAS AMARILLAS Y BLANCA

DESEMPEÑO LUMÍNICOLas posibilidades de regulación de la luz que permiten las persianas verticales de lona t ras lúc ida, permi ten la adaptación del ambiente lumínico del aula a las diversas labores que allí se realizan.

VENTANAL A BALCÓNControl SolarFACHADA AL SUR - VANO PROFUNDOMaterial del edificioLADRILLO RANURADOTipo de cerramientoPUERTA VIDRIERA Y CORTINA EN VELOS Tipo de VidrioVIDRIO CLARO 6mm Acabado InteriorESTUCO, PINTURAS AMARILLA Y BLANCA

Preescolar El Sufragio San Sebastian de la 70Ventana: Ancho 7.0, Sillar 0.70, Altura 1.80. Ventana: Ancho 3.00, Sillar 0.05, Altura 2.35.

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El ambiente lumínico que generan los dispositivos traslúcidos es ocasiona-do por el efecto de dispersión lumíni-ca, el cual permite minimizar los deslumbramientos que pueden afec-tar las superficies de trabajo y que limitan la visual desde el exterior.

Las diferencias entre los datos teóricos y los registros experimentales del preescolar se deben principalmente a las altera-ciones en la intensidad y distribución de la luz generadas por las persianas, las cuales presentan, además de un factor de sombra elevado, un factor de obstrucción variable. Ambos son aspectos que difícilmente se pueden integrar en un cálcu-lo teórico. Hacia la parte izquierda del diagrama la persiana se mantuvo desplegada pero abierta, puede notarse el efecto de atenuación correspondiente, el cual es menor que el de un velo. En la parte derecha se presentan los datos correspon-dientes a la zona del aula que resulta afectada por tener la persiana de la fachada opuesta completamente cerrada.

Como era de esperarse, la curva experimental en la vivienda presenta registros que están por debajo de los datos teóri-cos, esto se debe al factor de absorción lumínica que posee el velo. Se puede notar además, que los valores experimenta-les decrecen con menor pendiente que los datos teóricos. Esto se debe a la dispersión lumínica generada por el velo, que junto con los aportes por reflejos de las paredes y el cielo, elevan la iluminancia en la zona intermedia.



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Considerando 20.000 luxes en el exterior se logra en la oficina suficiencia lumínica en un 60% del área destinada a escritorios, a partir de los primeros cincuenta centímetros se comienza a notar el efecto del aporte de luz por reflejos provenientes del cielo raso. Esta estrategia es apropiada para iluminar recintos profundos, que captan luz por sólo una fachada y que no cuentan con una altura superior a los 2,40 metros, característica común en esta tipología arquitectónica.

En el almacén la curva de iluminación demuestra la forma como una adecuada integración de ventanas a diferentes alturas propician un ambiente lumínico homogéneo. Justo cuando el aporte de la ventana inferior empieza a ser insuficiente, la luz proveniente de la abertura superior, así como los reflejos provenientes de las paredes y el cielo, equilibran los aportes, para generar un ambiente lumínico uniforme hasta el fondo del espacio.

Distribución y homogeneidad lumínicaLuz Natural

en la Arquitectura

Gracias a la combinación de estrategias de aprovechamiento lumínico que permiten complementar los aportes de las diferentes aberturas en fachada, la forma como se distribuye la luz natural en estos espacios posibilita un adecuado desarrollo de las actividades de trabajo y comercio respectivamente.

En la oficina se aprovecha la luz de dos ventanales que junto con el efecto de reflexión de un cielo raso en yeso de color blanco, permiten que la pendiente de disminución de la intensidad lumínica no sea demasiado pronunciada. En el local comercial, los aportes de dos ventanas a diferente altura pero localizadas sobre el mismo plano de fachada, generan un ambiente lumínico notoriamente uniforme.

DESEMPEÑO LUMÍNICOLos aportes de las dos ventanas y los acabados blancos y lisos en las superficies interiores, logran un ambiente luminoso adecuado para la exhibición y venta de los artículos de este local.

DESEMPEÑO LUMÍNICOLa ventana y los acabados del interior, especialmente el cielo conformado por placas de yeso, generan un ambiente luminoso apto para actividades con alta exigencia visual, en más del 60% del área de esta oficina.

Edificio Camacol Arpelli - OviedoVentana: Ancho 4.0, Sillar 0.90, Altura 1.50. Ventana: Ancho 2.10, Sillar 0.40, Altura 1.40.

VENTANA DOS CUERPOSControl SolarVENTANA RETRASADAMaterial del edificioLADRILLO A LA VISTATipo de cerramientoVENTANA CON CUERPO CORREDIZO Tipo de VidrioVIDRIO BRONCE 4mm. Acabado InteriorESTUCO Y PINTURAS BLANCA Y OCRE

VENTANAS A DIFERENTE ALTURAControl SolarVENTANA RETRASADAMaterial del edificioLADRILLO CON REVOQUE RANURADOTipo de cerramientoVENTANAS CON VIDRIOS FIJOSTipo de VidrioVIDRIO CLARO 4mm Acabado InteriorREVOQUE LISO, PINTURA DE COLOR BLANCO


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La distribución e intensidad lumínica lograda en el interior de un espacio no depende únicamente del diseño y posi-ción de las aberturas luminosas. Cada espacio, de acuerdo a su uso, reclama estrategias de refuerzo para lograr un ambiente de iluminación óptimo.


Para la oficina la superposición de las curvas teórica y experimental permitió identificar, partiendo de sus diferencias, la absorción de luz por la cortina en la zona próxima a la ventana y el aporte por reflejos, especialmente del cielo, a partir de 1,25 metros y hacia el fondo del espacio. Estos aspectos, que no hubieran podido ser estudiados analíticamente con el método de los Factores de Configuración, sustentan la importancia de considerar el aporte de los acabados en colores claros, especialmente en espacios profundos, donde el método analítico subvalora las iluminancias resultantes.

En el local comercial la intensidad y distribución lumínica de la zona próxima a la vitrina, según los valores experimenta-les, demuestran el importante efecto de absorción de luz que generan los artículos expuestos. A partir de los 3 metros, se evidencian los aportes de la abertura superior y los reflejos, los cuales permiten superar a partir de los 4 metros los valores estimados con el método analítico. Es de resaltar que el cálculo de factores de configuración de este almacén fue realizado integrando los aportes de ambas ventanas, según el procedimiento sugerido en el capítulo noveno.


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La evaluación de las calidades lumínicas de un recinto supera el análisis individual de las propiedades de los elementos que lo conforman. Emprender evaluaciones cuyo soporte científico se encuentra asentado en el terreno de las propiedades físicas de los materiales y elementos constructivos no es suficiente para retratar el ambiente lumínico de un volumen arquitectónico. Se trata de magnitudes tremendamente útiles para el cálculo del desempeño de un componente y el cálculo de luminarias, pero que no fueron diseñadas para el estudio del efecto combinado de varios componentes entre si.

Las condiciones lumínicas que se presentan en un recinto son el resultado de numerosas y complejas interacciones, las cuales dificultan que estudios con cierto nivel de profundidad puedan ser realizados de forma puramente intuitiva. Por esta razón, el estudio de las características y propiedades lumínicas de un espacio requiere de instrumentos capaces de brindar cierto grado de objetividad al análisis realizado. Corresponde a los diseñadores y arquitectos que las conclusiones y aprendizajes así obtenidos sean incorporados

Conclusioncreativamente al proceso de diseño, evitando que los instrumentos y procedimientos de análisis se queden relegados en el terreno de lo diagnóstico para incorporarlos al terreno de lo proyectual.

A pesar de ello el reto no está en diseñar con la luz, sino diseñar la iluminación, pero para lograrlo es necesario contar con poderosos instrumentos de cálculo y análisis que permitan estudiar un fenómeno que paradójicamente nos resulta invisible. Grandes avances se están presentando en el terreno de los métodos y programas de computador orientados hacia el cálculo de la iluminación natural y sin duda el permanente perfeccionamiento de una herramienta o método de trabajo es una labor fundamental, pero que no tiene igual importancia que el conocimiento acerca del nivel de fiabilidad que posee. Un procedimiento o her ramienta aparentemente rudimentaria, pero de la cual se conozcan con certeza sus fortalezas, debilidades y limitaciones, es mucho más útil que una herramienta sofisticada de la cual se desconoce en qué momento la información que arroja puede inducir a errores.


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MAGNITUDES FÍSICAS

BRILLOEs el cociente entre la intensidad luminosa de una superficie en una dirección dada y la unidad de área proyectada de la misma.

EFECTO ESTROBOSCÓPICOEs el fenómeno que le ocurre a todas las fuentes de iluminación artificial alimentadas con corriente alterna, las cuales cesan su emisión de luz cada vez que la corriente se hace cero. Cuando se alimenta con corriente de 50 Hertzios esto ocurre cien veces en un segundo.

FLUJO LUMINOSO ( )

Es la cantidad de energía radiante que emite un cuerpo en la unidad de tiempo (segundo). Su unidad de medida es el Lumen, que equivale al flujo emitido por una fuente luminosa de una candela e interceptado por una superficie esférica de 1cm de radio. Gráficamente se representa por una trayectoria rectilínea (segmento de recta) que recibe el nombre de rayo luminoso.

INTENSIDAD LUMINOSA (I) Es la densidad espacial del flujo luminoso ocasionada por una fuente y emitida en una dirección determinada. Su unidad es la Candela según el Sistema Internacional de Medidas y se determina por la relación del flujo luminoso con respecto al ángulo sólido (porción de espacio limitada por una superficie cónica o piramidal) en el cual se distribuye. Siendo I la Intensidad luminosa, el flujo luminoso y w el

ángulo sólido, I= /w.

ILUMINACIÓN (E) Flujo luminoso por unidad de superficie, definido también como la densidad superficial del flujo luminoso y correspondiente a la relación existente entre el flujo luminoso que incide sobre una superficie y el área de la misma. Siendo S el área de la superficie, la iluminación E= /S. Según el Sistema

Internacional de Medidas su unidad es el Lux, que equivale a la iluminación de una superficie de un metro cuadrado que recibe un flujo luminoso normal y uniforme con una intensidad de 1 lumen.

ILUMINACIÓN COMPLEMENTARIAAlumbrado diseñado para aumentar el nivel de iluminación en un área determinada.

φ

φφ

φ

Glosario

ILUMINACIÓN LOCALIZADAAlumbrado diseñado para proporcionar un aumento de iluminación en el plano de trabajo.

ILUMINACIÓN PROMEDIOValor dado por el promedio ponderado de las iluminaciones obtenidas en el centro de las superficies elementales que componen la superficie considerada.

INTENSIDAD LUMINOSAFlujo luminoso emitido en un ángulo sólido y en una dirección dada. Su unidad de medida es la candela.

LUMINANCIA (L)Es la densidad superficial del flujo luminoso irradiado por una superficie, una bombilla, una ventana. Su unidad es la candela/m². Es una característica propia del aspecto luminoso de una fuente de luz o de una superficie iluminada en una dirección dada.

ILUMINANCIA (I)Es lo que produce en el ojo la sensación de claridad. Superficies que reciben la misma intensidad de luz poseen la misma iluminancia, sin embargo, lo que el ojo percibe son diferencias comparativas y no niveles absolutos de iluminación. Un libro abierto y la mesa sobre la que reposa pueden tener el mismo nivel de iluminancia, a pesar de ello se percibirá con mayor claridad el libro puesto que este refleja una mayor cantidad de luz.

LUMINARIA Equipo de iluminación que distribuye, filtra o controla la

luz emitida por una lámpara o lámparas y el cual incluye todos los accesorios necesarios para fijar, proteger y operar esas lámparas, así como los elementos necesarios

para conectarse a las redes eléctricas y de control.

LUX Unidad de medida del sistema métrico para cuantificar

los niveles de iluminación. Equivale al nivel de iluminación que produce un lumen distribuido en un

metro cuadrado de superficie. 1 Lux = 0.09729 Bujía - pie (Foot - Candle).

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dentro de cada una de estas zonas. Aquí va una grafica que representa en planta y en alzado dicha condición.

CAPACIDAD VISUALPropiedad fisiológica del ojo humano para enfocar objetos a diferentes distancias mediante la variación del espesor, y por tanto la longitud focal, del cristalino. El músculo ciliar es el responsable de esta acomodación, el cual, si se le exigen al ojo permanentes cambios de enfoque durante periodos prolongados puede ocasionar fatiga visual.

CONTRASTE Y UNIFORMIDADLa uniformidad lumínica es uno de los principales factores dentro de la calidad de la iluminación, ya que la carencia de uniformidad genera una considerable fatiga en la visión a causa de la necesidad de adaptación constante del ojo, lo cual se produce cuando dentro de un mismo local se presentan diferencias notables entre los niveles de iluminación.

DESLUMBRAMIENTOCualquier brillo que produzca molestia, interferencia con la visión o fatiga visual.

SENSIBILIDAD DEL OJOEs quizás el aspecto más importante relativo a la visión y varía de un individuo a otro. Si el ojo humano percibe el espectro de radiación comprendido entre los 380 y los 780 nm, la sensibilidad será baja en los extremos y el máximo se encontrará en los 555 nm. En el caso de niveles de iluminación débiles esta sensibilidad máxima se desplaza hacia los 500 nm.

TAREA VISUALActividad que debe desarrollarse con un determinado nivel de iluminación. Las tareas visuales se encuentran clasificadas en los Códigos de Salud Ocupacional de acuerdo a escalas progresivas de mayor exigencia visual.

VELOCIDAD DE PERCEPCIÓNLa velocidad de percepción es la claridad y definición con que se percibe un objeto en función del tiempo. Si se satisfacen los requisitos fundamentales de la iluminación para facilidad y comodidad, existirá mayor velocidad de percepción; aquí interviene también el factor del color del objeto que se percibe y el contraste entre el objeto y su entorno.

LUXÓMETRO Instrumento para la medición del nivel de iluminación.

PLANO DE TRABAJO Es la superficie horizontal, vertical u oblicua, en la cual usualmente se realiza el trabajo y cuyos niveles de iluminación deben ser especificados y medidos.

REFLEXIÓNEs la luz reflejada por la superficie de un cuerpo.

MAGNITUDES FISIOLÓGICAS

AGUDEZA VISUAL O PODER SEPARADOR DEL OJO Se mide en función de la habilidad de cada persona para distinguir detalles muy pequeños y para reconocer ligeros contrastes de luz, forma y color; además de detectar movimientos y cambios de los objetos en el campo visual por diminutos que estos sean. Mientras mayor y mejores sean las condiciones de iluminación, mayor será la capacidad del ojo en apreciar los pequeños detalles y contrastes en un tiempo menor, lo cual significa una mayor agudeza visual. Se define como el mínimo ángulo bajo el cual se pueden distinguir dos puntos distintos al quedar separadas sus imágenes en la retina, que para el ojo normal corresponde a un ángulo de un minuto (la sesentava parte de un grado).

ÁREA DE TRABAJO Lugar donde un operario o trabajador desarrolla normalmente sus actividades.

CAMPO VISUAL Parte del entorno que percibe una persona sin mover la cabeza ni los ojos y que corresponde a la visión binocular. El campo visual tiene una amplitud de 60° en ambos planos, horizontal y vertical y dentro de esa porción se definen otros campos de visión que determinan tareas más exigentes que se ubican en una franja de 20° en el plano horizontal y 40° en el vertical. Según la capacidad de percepción, este campo visual se puede dividir en tres partes; Campo de visión neta en el que se da una visión precisa, Campo medio en el que se aprecian fuertes contrastes y movimientos y Campo periférico en el cual sólo se distinguen los objetos en movimiento. El confort y la eficiencia visual se logran mediante el control de las condiciones de iluminación


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Agradecimientos

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Un par de entusiastas quieren compartir sus ideas e intereses con sus colegas y teniendo claro lo que desean comunicar, concluyen que es apropiado emprender el trabajo de campo, la redacción de textos y la producción de imágenes. Una historia como esta concluye agradeciendo a las personas e instituciones que ayudaron a que un libro haya sido impreso. Pero la nuestra es otra historia. Cuando comenzamos a trabajar en este tema no teníamos en mente llegar a escribir un libro, deseábamos abrir una nueva Línea de Investigación y por este motivo durante varios meses nos ocupamos, junto con el Arq. Jorge Enrique Roldán, de la formulación del proyecto, su confrontación con nuestros pares académicos y especialmente el desarrollo de los procedimientos e instrumentos de trabajo que íbamos a requerir.

En mayo de 2001 hicimos una propuesta formal a Cristalería PELDAR S.A. para que brindara apoyo a nuestro proyecto. Aunque la idea inicial tuvo muy buena acogida, tardaríamos hasta octubre para formalizar conjuntamente la idea de un libro. Cristalería PELDAR deseaba llegar a un producto tangible que se pudiera distribuir y por ello nosotros utilizamos esta publicación no como un objetivo, sino como un excelente pretexto para la investigación y el desarrollo. Nuestros agradecimientos se remontan a mucho antes de haber iniciado el proyecto editorial, sólo así pudimos incorporar aquí a los colaboradores, empresas, colegas y proyectos que ayudaron a que tuviéramos algo que comunicar.

Queremos agradecer en primer lugar a Eduardo Montero y GOP Oficina de Proyectos en Madrid, quienes nos brindaron la oportunidad en febrero de 2002 para que muchas técnicas y procedimientos no sólo se hicieran necesarios, sino que una vez desarrollados, fueran inmediatamente puestos en práctica en las terminales aeroportuarias de Málaga y Alicante. Otros arquitectos como Juan Manuel Peláez F., Mauricio Gaviria R. y Juan Felipe Uribe de B., confiaron en nosotros y también aportaron sus proyectos para permitirnos continuar adelante en nuestra investigación. Información acerca de sus edificios hacen parte de la colección de imágenes, lo que acrecienta los motivos de agradecimiento para con ellos.

En marzo de 2002 comenzamos a incursionar en el terreno de los modelos a escala y contamos con la entusiasta colaboración de un

nutrido grupo de estudiantes de arquitectura de la Universidad Pontificia Bolivariana en Medellín. Para julio de este mismo año estuvimos listos para realizar los estudios de caso de viviendas y oficinas, y en noviembre esta labor fue concluida con la participación de Isabel Arcos, estudiante de esta misma facultad. Durante el año siguiente los estudiantes de arquitectura de la Pontificia Universidad Javeriana de Bogotá, Fernando López y Cristina Balaguera, colaboraron intensamente en el trabajo de campo que sustenta los capítulos de espacios educativos y comerciales. Esta etapa requirió un esfuerzo logístico enorme y los interminables préstamos de las cámaras fotográficas de Maru y Diana Uribe. Es oportuno agradecer también a todas las personas que nos permitieron entrar a fotografiar y monitorear sus viviendas y oficinas, así como a las Administraciones de los Centros Comerciales y los Directivos de las Instituciones Educativas, quienes interrumpieron sus actividades, apagaron los circuitos de alumbrado eléctrico y nos permitieron hacer nuestra tarea.

Enfrascados en el proyecto editorial contamos con la colaboración permanente del publicista Álvaro Salgado, quien en el último año se comprometió con la calidad gráfica del libro. Muchísimas imágenes fueron reemplazadas o repetidas gracias a sus oportunos consejos. Simultáneamente el Arquitecto César Alzate, Director de Mercadeo de Cristalería PELDAR, estuvo exigiéndonos siempre más calidad y claridad en los contenidos, sin su colaboración permanente este libro hubiera "estado listo" mucho antes.

Por último durante la etapa de revisión, realizada entre enero y febrero de 2004, contamos con la ayuda de los arquitectos Ader García Cardona, Luis Guillermo Hernández, Eliana María Calle, Luis Leonardo Suárez, la sicóloga Sandra Salazar, la comunicadora social Mónica Fernanda Estrada y la estudiante de arquitectura Liliana Díaz. Todos colaboraron como asesores de contenido y pusieron su empeño para que este libro carezca de redundancias, discontinuidades y gazapos ortográficos. Las tildes y demás errores que hayan logrado evadir tantas revisiones son nuestra total responsabilidad, pero las satisfacciones, ideas y motivaciones que se puedan derivar de este proyecto se las debemos al equipo de personas que nos estuvo acompañando durante estos cuatro años de aventura.

luz natural en la arquitectura

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