Simulación de Iluminación Natural en una Vivienda

Simulación de Iluminación Natural en una Vivienda 

Análisis de iluminación Natural de una habitación y la sala ubicados en el 1er nivel de una vivienda unifamiliar de dos niveles. El objetivo es analizar diferentes valores de medición como: 

Factor de luz diurna FLD

Es el indicador de rendimiento más utilizado para la evaluación y especificación de las condiciones de luz diurna en los edificios. Evalúa la cantidad y distribución de luz difusa en el edificio en relación con la cantidad de luz difusa disponible en el exterior bajo condiciones de cielo nublado, y se expresa como un porcentaje. Los niveles de factor de luz natural generalmente se determinan en una vista en planta y a una altura de 85cm sobre el piso. Cuanto más alto sea el DF, más luz natural estará disponible en la habitación. Las habitaciones con un DF promedio de 2% o más se pueden considerar iluminadas durante el día, pero aún se puede necesitar iluminación eléctrica para realizar tareas visuales. Una habitación aparecerá con mucha luz diurna cuando el DF promedio sea del 5% o más, en cuyo caso la iluminación eléctrica probablemente no se utilizará durante el día (CIBSE, 2002). 

Iluminancia 

Medida en lux, indica los niveles absolutos de iluminancia necesarios para una tarea visual en particular dependerán del carácter de la tarea y del entorno visual donde se realiza (Velux, 2020, p.13). Son valores que están regidos por el reglamento o normas de cada país, región o comunida. 

Luminancia 

Medida en cd/m2, referido a las reflexiones que se dan el ambiente proveniente de las superficies con diferentes acabados más oscuros u opacos, los ocupantes pueden aceptar mayores variaciones de luminancia en espacios iluminados por la luz del día que si estuvieran iluminados artificialmente. Las variaciones de luminancia de alrededor de 10: 1 son adecuadas para el diseño de iluminación natural, por lo tanto, a luz del día debe proporcionar suficiente luz en la habitación y en el plano de trabajo para que sea la principal o única fuente de luz durante el día. La sensación de deslumbramiento puede ocurrir cuando las variaciones de luminancia exceden de 20: 1 a 40: 1 

Algunas normativas de Iluminancias

Institución Colegiada de Ingenieros de Servicios de Construcción, CIBSE (CIBSE, 2006) 

100 lux para interiores donde la tarea visual es movimiento y visión casual sin percepción de detalles. 

300 lux para interiores donde las tareas visuales son moderadamente fáciles. 

500 lux para interiores donde las tareas visuales son moderadamente difíciles y se puede requerir un juicio de color, por ejemplo, oficinas generales, cocinas. 

1000 lux para interiores donde las tareas visuales son muy difíciles y requieren pequeños detalles para ser percibidos. 

Los requisitos para la luz del día aún no se han definido en términos de niveles de iluminancia específicos, pero hay suficiente evidencia en la literatura para indicar que las iluminancias en el rango de 100 a 3 000 lux pueden resultar en una reducción significativa del uso de iluminación eléctrica (Mardaljevic, 2008 ) 

Estudio de Iluminación Natural en Habitación

Base: 19.57 m²

Altura interior del local: 2.750 m

Grado de reflexión: Techo: 40.0 %, Paredes: 40.0 %, Suelo: 51.3 %

Localización: Lima -76.58, -12.79

Orientación: Fachada norte, azimut 287.00º

Fecha: Solsticio de Invierno 21 de junio a las 12:00 del medio día

Análisis de iluminancias (lux)

Iluminancia

La iluminancia E 297 lux (media) indicada en la imagen, supera lol 50 lux indicado por la Reglamento Nacional de Edificación (RNE) EM. 110. Por lo que en esta fecha específica se consigue que el ambiente sea autónomo de luz y sin uso de iluminación artificial.

Análisis de Factor de Luz del Dia (FLD)

Factor de luz de día

La norma EM. 110, no considera % de coeficiente de luz de día (CLD). Según la certificación BREEAM, considera que ambientes de salón, comedor y estudio, ubicado en una latitud menos a 30º deben tener un factor o cociente mínimo de 1,6%. Los resultados arrojados indican coeficientes mínimos, medios y máximo, se toma el valor medio siendo Dm 2.48%. Por lo tanto, se demuestra que las dimensiones de las ventanas.

Análisis Luminancias (cd/m2)

Luminancias

Vista 3D y colores falsos con niveles de luminancias 

Los valores de luminancias no se consideran en el RNE ni en la certificación BREEAM. El concepto de luminancia es muy importante, ya que los objetos percibidos por el ojo humano se deben gracias a que existen contrastes de luminancias entre ellos. Intervienen conceptos de deslumbramiento, contraste, uniformidad y ello influye en el bienestar luminico.

Como se ha mencionado las variaciones de luminancia de alrededor de 10: 1 son adecuadas para el diseño de iluminación natural, por lo tanto, a luz del día debe proporcionar suficiente luz en la habitación y en el plano de trabajo para que sea la principal o única fuente de luz durante el día (Rea, 2000).

Estudio de Iluminación Natural en Sala

Características de la Sala

Base: 46.63 m²

Altura interior del local: 2.600 m - 2.750 m

Grado de reflexión: Techo: 47.0 %, Paredes: 54.6 %, Suelo: 56.0 %

Localización: Lima 17º y 22

Orientación: Fachada norte, azimut 287.00º

Fecha: Solsticio de Invierno 21 de junio a las 12:00 del medio día 

Análisis de Iluminancias (lux)

Iluminancia

La iluminancia E 131 lux (media) indicada en la imagen, supera los 100 lux indicado por la Reglamento Nacional de Edificación (RNE) EM. 110. Por lo que en esta fecha específica se consigue que el ambiente sea autónomo de luz y sin uso de iluminación artificial.

Análisis de Factor de Luz del Dia (FLD)

Factor de luz del día 

La norma EM. 110, no considera % de coeficiente de luz de día (CLD). Según la certificación BREEAM, considera que ambientes de salón, comedor y estudio, ubicado en una latitud menos a 30º deben tener un factor o cociente mínimo de 1,6%. Los resultados arrojados indican coeficientes mínimos, medios y máximo, se toma el valor medio siendo Dm 0.811%. Por lo tanto, se demuestra que las dimensiones de las ventanas no son las adecuadas y deben agrandarse.

Análisis Luminancias (cd/m2)

Luminancia

Vista 3D y colores falsos de valores de luminancias 

Vista 3D y colores falsos de valores de luminancias

Se aprecian imágenes y algunos valores máximos y mínimos de luminancias, los cuales se deben evaluar para definir si hay bienestar visual. 

Para efectos de este análisis si ha utilizado el programa DIALUX EVO, escenas de luz diurna. Aunque los análisis son realizados en un día especifico del año, estas dan una aproximacion al dimensionado y orientación de los acristalamientos. Sin embargo, no es suficiente para tener la certeza de que los ambientes durante todo el año contaran con un % de horas durante el día con iluminación natural, sin necesidad usar la iluminación artificial. 

Para este estudio se utilizan otras métricas de estudio de iluminación natural como:

Autonomía de la luz del día (DA) y Luz Diurna Util (UDI)

La autonomía de la luz del día (DA) es una métrica de disponibilidad de la luz del día que corresponde al porcentaje del tiempo ocupado cuando la luz del día alcanza la iluminancia objetivo en un punto de un espacio (Reinhart, 2001). Una iluminancia objetivo de 300 lux y un umbral DA del 50%, lo que significa que el 50% de los niveles de luz del día están por encima de la iluminancia objetivo, son valores que actualmente se promueven en la Sociedad de Ingeniería de Iluminación de América del Norte (IESNA, 2013)

La luz diurna útil (UDI) es una métrica de disponibilidad de luz diurna que corresponde al porcentaje del tiempo ocupado cuando la luz diurna cumple un rango objetivo de iluminancias en un punto de un espacio.

Las iluminaciones diurnas en el rango de 100 a 300 lux se consideran efectivas, ya sea como la única fuente de iluminación o junto con la iluminación artificial. Las iluminaciones diurnas en el rango de 300 a alrededor de 3 000 lux a menudo se perciben como deseables (Mardaljevic et al, 2012).

Ejemplos recientes en el diseño de iluminación natural en el Reino Unido han llevado a recomendaciones para lograr UDI en el rango de 100-3 000 lux para el 80% de las horas de ocupación.