LA ILUMINACIÓN NATURAL EN LA ARQUITECTURA

Con una introducción a la perspectiva curvilínea y su aplicación a la iluminación en arquitectura.

La luz natural da forma al diseño arquitectónico en todas sus fases, desde la planificación del territorio, la configuración de la construcción, la elección de materiales, la sostenibilidad y el rendimiento. Los últimos avances en la ciencia del diseño con luz natural permiten a los arquitectos alcanzar respuestas cada vez mejores. No obstante, si se confía demasiado en esos métodos se corre el riesgo de reducir el diseño con luz natural a un ejercicio cuantitativo y pasar por alto los cualitativos, estéticos y empíricos.

El autor, Guillermo Yáñez Parareda, es Doctor Arquitecto y ha sido profesor Titular de Proyectos en la ETS de Arquitectura de la Universidad Politécnica de Madrid. Tiene otras titulaciones, es autor de otros libros, artículos y ha obtenido varios premios y becas.

ÍNDICE RESUMIDO EXPLICATIVO DEL LIBRO:

Capítulo 1: Luz natural y arquitectura

En este capitulo se realiza un breve recorrido histórico mostrando algunos ejemplos de arquitectura, principalmente de los siglos XIX y XX, donde se muestra como el aprovechamiento de la luz natural ha influido en su configuración arquitectónica. Entre dichos ejemplos, especialmente de los dos últimos siglos incluimos algunos de los maestros del movimiento moderno: Wright, Mies, Le Corbusier, Alvar Aalto, Gropius y Arne Jacobsen, entre otros. Se destaca también la gran influencia que tiene la configuración urbanística para facilitar el acceso a la luz natural en los edificios. Por último, se exponen algunos aspectos básicos de la iluminación natural en interiores, la evolución del edificio de oficinas con relación a la luz natural y el ahorro de energía eléctrica que puede proporcionar según su configuración en planta y su orientación.

Capítulo 2: Naturaleza de la luz

Consiste en una breve introducción a la naturaleza y propiedades de la luz, destacando algunos aspectos de la visión y donde se expone una introducción a la teoría del color de la luz y su representación en un diagrama cromático CIE.

Capítulo 3: Fotometría y factores de configuración

Este capítulo se podría dividir en dos partes. En la primera parte, introducimos las magnitudes y unidades básicas de la fotometría utilizadas en la iluminación: como el concepto de ángulo sólido, la intensidad luminosa, la luminancia y la iluminancia, así como sus relaciones a través de las dos leyes principales de la fotometría: la primera ley de la fotometría nos permite obtener la iluminancia sobre una superficie desde un foco puntual. La segunda ley nos permite obtener la intensidad luminosa y la luminancia de focos luminosos lambertianos tanto emisores como reflectantes. En la segunda parte, se introducen los factores de configuración para obtener la iluminancia que proporciona una superficie luminosa, como puede ser una ventana, en un punto sobre un plano dentro de una habitación. En segundo lugar, se introducen unos factores de forma sencillos para obtener la iluminancia sobre una superficie cuando es iluminada por otra superficie luminosa.

Capítulo 4: Iluminancia disponible con luz natural

En este capítulo se ofrecen dos modelos de cielo clásicos: CIE e IES, así como también un procedimiento para la obtención de la iluminancia a partir de los datos de la irradiancia solar.

Capítulo 5: Cálculo de la iluminancia con luz natural I

En este capítulo se estudian los dos sistemas básicos de la iluminación natural: la ventana y el lucernario. Se exponen los procedimientos para el cálculo de la iluminancia en puntos del interior de un local y también el de la iluminancia media mediante el factor luz de día medio, FLDM, del método BRE. Al final del capítulo, el autor propone un método basado en la perspectiva curvilínea para obtener:1º), la iluminancia que recibiría una ventana en una situación urbana y, 2º) la iluminancia que desde dicha ventana se transmitiría a un punto interior del local situado sobre un plano.

Dicho método se expone en el apartado 5.13 titulado: “Nota sobre la perspectiva curvilínea y su aplicación a la iluminación natural en arquitectura”. En este extenso apartado, desarrollado en tres subapartados, después de una introducción a la perspectiva curvilínea como nuevo sistema de representación de doble proyección, se representan las superficies vistas desde el centro de una ventana para evaluar la iluminancia directa que proporciona el cielo, y la iluminancia indirecta proporcionada por la luz reflejada en las superficies exteriores de su entorno urbano, principalmente de edificios y del suelo. La doble proyección consiste en:

1º) proyección cónica de las superficies exteriores vistas, en perspectiva curvilínea, desde el centro de una semiesfera virtual (plano del cuadro de la perspectiva curvilínea) cuya base se supone apoyada sobre el plano vertical del vidrio de la ventana. En el caso de un lucernario horizontal, la semiesfera virtual se apoyaría sobre un plano horizontal).

2º) proyección ortogonal de la proyección cónica obtenida, sobre la superficie esférica, sobre el plano donde se apoya dicha semiesfera. A partir de esta segunda proyección podemos obtener la iluminancia recibida en el centro de la ventana, y análogamente en el lucernario horizontal según el área de cada zona y su valor lumínico, bien sea directo del cielo o reflejado, el cual se transmitirá al interior del local (ver el apartado 9.5: Cálculo de la iluminancia en el lucernario y en el pasillo de una escuela infantil).

Capítulo 6: Cálculo de la iluminancia con luz natural II

Se exponen el método CIE y el método Lumen para el cálculo de la luz lateral y la luz cenital partiendo de un modelo de cielo. El primero se utiliza enEuropa y el segundo en EE. UU. El capítulo termina haciendo una breve reseña de otros dos procedimientos: El Waldram que es un procedimiento gráfico, aunque hoy está en desuso, sin embargo, se expone por su valor formativo. Recientemente, se utiliza un cielo artificial, que sustituye y modeliza un cielo real, para iluminar maquetas.

Capítulo 7: Sistemas de iluminación natural

Se describen algunos de las configuraciones arquitectónicas más usuales para el aprovechamiento de la luz natural, mediante ventanas y lucernarios. Se tratan también, brevemente, otros aspectos como: la relación entre protección solar e iluminación natural, la iluminación natural de atrios, y, por último, algunas tecnologías recientes como, el aislamiento translúcido con el que se puede conseguir un alto nivel de iluminancia y de aislamiento térmico.

Capítulo 8: Integración de la iluminación natural con la iluminación eléctrica

En primer lugar, se expone la técnica P.S.A.L.I. para conseguir la integración de la iluminación eléctrica con la luz natural, de tal forma, que cuando un local pueda tener luz natural esta se aproveche combinándola con la luz artificial. Después de describir algunos tipos principales de lámparas, se expone una introducción al procedimiento de cálculo para obtener la iluminancia que proporciona una lámpara en uno ó varios puntos sobre un plano, generalmente horizontal, y el de una instalación de iluminación eléctrica mediante el factor de utilización. Se estudia de forma sencilla el aspecto económico, para evaluar si se puede amortizar una inversión en un corto periodo de tiempo con los ahorros de energía eléctrica al sustituir las lámparas de una instalación de iluminación por otras más eficientes. Se expone a continuación el cálculo para averiguar si es admisible el deslumbramiento producido por luz eléctrica. Como colofón de este capítulo, después de transcribir gran parte de la norma H3 del CTE, relativa al ahorro de energía en iluminación, que se basa en el sistema PASALI, la ilustramos con algunos ejemplos tipificados en la H3.

Capítulo 9: Algunas experiencias en iluminación natural

Por último, en este capítulo se exponen algunas modestas propuestas del autor, de hace varios años, relativas a la iluminación natural en varios edificios construidos. Al final de este capítulo exponemos una aproximación al cálculo de la iluminancia proporcionada por un lucernario vertical, sobre el pasillo central de una escuela infantil aplicando la perspectiva curvilínea.