“Sin la luz no tenemos certeza de la existencia de la realidad. No es que la realidad no exista en ausencia de la luz; sino que a través de ella adquiere forma sensible para nosotros. Por medio de la luz adquirimos, aprehendemos y comprendemos el mundo. Podemos decir que la luz da carácter a la objetividad del espacio. No la determina, sino que determina la percepción que tenemos de él” (Flores Soto, 2011).
A lo largo de la historia el diálogo entre arquitectura y luz ha sido una constante, bien lo menciona Le Corbusier en su célebre frase “la arquitectura es el juego sabio, correcto y magnífico de los volúmenes bajo la luz”, demostrando su interés en hacer de la luz un elemento más en el proceso de diseño. Así como Le Corbusier, muchos arquitectos han reconocido el valor de la luz natural en el proceso de concepción de sus edificios, entre los que podemos mencionar a Peter Zumthor y Tadao Ando, lo cuales aprovechan la luz como un elemento para generar acentos, atmósferas y “bañar de luz” los espacios interiores.
Adicional al criterio estético de la luz en la arquitectura, se deben considerar criterios funcionales, ya que los niveles requeridos de iluminación varían de acuerdo a la actividad que se pretende realizar al interior de los espacios arquitectónicos.
Es por lo anterior que un fenómeno como la luz natural no debe dejarse al azar, debe de ser considerado en el proceso de diseño arquitectónico, ya que la luz natural al interior de los edificios es un fenómeno que puede ser diseñado, tanto en aspectos cualitativos como aspectos cuantitativos.
“La arquitectura crea los ambientes en los que el hombre puede desarrollar sus actividades, la luz ilumina esas actividades y las hace posibles. Constituye, pues, la idoneidad de esos ambientes.” (Navarro, 1995).
La relación de las formas arquitectónicas con la luz permite que el diseñador pueda controlar, dirigir y disponer del recurso lumínico, ya que este es un elemento diseñable; el arquitecto puede considerar la luz natural como un material más en su diseño. “La luz en la arquitectura, utilizada conscientemente, es capaz de emocionar de muy diversas maneras. Hace vibrar el espacio y lleva al hombre a estados de ánimo que trascienden lo ordinario” (Flores Soto, 2011).
RESEÑA HISTÓRICA DE LA LUZ EN LA ARQUITECTURA
Desde el origen de la especie humana hasta el siglo XVIII, solo existieron dos fuentes de iluminación, la natural y la artificial a través de la combustión; lo cual determinó un proceso evolutivo de nuestros órganos visuales para percibir y responder a la luz natural. En los diferentes periodos arquitectónicos se percibe una relación luz-arquitectura que normalmente está ligada a aspectos técnico constructivos; las primeras relaciones se pueden describir como de penumbra, ya que debido a los sistemas constructivos de la antigüedad los vanos que permitían el ingreso de la iluminación natural al espacio eran de bajas proporciones. Lo anterior cambió con la posibilidad de abrir áreas mayores en las fachadas de los edificios con los vanos ojivales góticos, que iluminaban tanto como era posible, normalmente asociados a la arquitectura religiosa mostrando una relación entre la luz y la presencia divina en los templos góticos. (Vásquez, 2010)
En otro estilo arquitectónico se puede percibir el vano vertical del Renacimiento, el cual llegó al máximo tamaño si se considera el determinante de las estructuras de la envolvente arquitectónica de la época, en donde reducir área de muro era sacrificar área de soporte estructural.
Posteriormente con las grandes posibilidades que ofrecían materiales innovadores como el acero y el hormigón, se abrió la posibilidad de generar tantas aperturas transparentes en fachadas o cubiertas como el diseñador considerara; lo cual generó otros problemas en los espacios interiores, con un aumento en la probabilidad de deslumbramiento, altos contrastes y sobrecalentamiento de los espacios, haciendo necesario un mayor uso de aires acondicionados.
Las respuestas arquitectónicas actuales buscan entender y aprender de las diferentes respuestas formales de la arquitectura en torno a la luz natural, para dar una respuesta óptima que considere el equilibrio entre: la luz natural que requiere cada espacio según su uso particular, mitigar sobrecalentamientos indeseados y aprovechar el aporte estético de la luz en el espacio interior, así soluciones como las cubiertas traslúcidas en poliéster reforzado con fibra de vidrio y otras soluciones contemporáneas, aportan al logro de estos objetivos.
GENERALIDAD DE LA LUZ NATURAL
La luz directa del sol puede llegar a generar 100.000 luxes, con unos valores de energía de 950 Watts (valores que varían en relación al lugar donde nos encontremos), razón por la cual la iluminación del sol de manera directa trae como consecuencia deslumbramiento y sobrecalentamiento de los espacios. El sol es la estrella más cercana a la Tierra, y nos provee directa o indirectamente de casi toda la energía consumida en el planeta; su energía se produce debido a reacciones termonucleares, generando una onda electromagnética que cuenta con diferentes niveles de frecuencia. Entre ellas se transmite la luz (que tarda 8 minutos en salir del sol y llegar a la tierra) y el calor de la radiación solar. Si se separan las magnitudes de onda corta y larga, es posible diferenciar los fenómenos de luz y calor, reconociendo que hay luz que no calienta o calor sin luz, permitiéndonos aprovechar los diferentes grados de este fenómeno en la medida en que se requiera.
Algunos términos clave a tener en cuenta:
- Luz
- Transmisión de la Luz
- Absorción de luz
- Reflexión:
- Transmisión
- Movimiento aparente del sol en la atmosfera
DISEÑO LUMINOTÉCNICO
Un proyecto luminotécnico eficiente es aquel que logra la mejor calidad lumínica del espacio utilizando de la mejor manera la luz natural, minimizando el uso de la luz artificial durante el día, bajo criterios de uso racional de la energía, bajos costos de mantenimiento y alta calidad ambiental.
Al diseñar la luz natural se debe tener claro que el confort visual va mucho más allá del simple hecho de lograr ver lo suficientemente bien para llevar a cabo una tarea en particular, ya que la luz tiene aspectos tanto cualitativos como cuantitativos que deben abordarse en el proceso de diseño arquitectónico.
Dentro de los aspectos cualitativos de la luz se encuentran: la fuente de luz, la distribución, el tono, color, y la intensidad; los cuales pueden volverse elementos que ayuden definir o acentuar zonas y usos diferentes en la configuración del espacio interior.
En cuanto a la cantidad de luz, es importante mencionar que iluminar bien no es iluminar mucho, ya que el exceso de luz también puede provocar malestar en los ocupantes del espacio; por lo cual es necesario tener claridad de los requerimientos de iluminancia del espacio, con el fin de diseñar la iluminación de acuerdo a la actividad que se va a realizar. Un fuerte contraste o grandes cambios en los niveles de luz pueden causar estrés y fatiga, ya que el ojo humano debe adaptarse constantemente a los niveles de iluminancia.
Determinantes y parámetros de diseño de la luz:
- Orientación (estudio de la carta solar)
- Topografía y entorno urbano (estudio del entorno inmediato)
- Condiciones meteorológicas básicas del sitio, considerando el tipo de cielo (nublado, parcialmente nublado o despejado)
- Precisar el dispositivo o herramienta arquitectónica de captación de luz
- Evitar las ganancias calóricas por abuso de la iluminación directa.
- Controlar el deslumbramiento.
Estudios han demostrado que es posible iluminar naturalmente los espacios arquitectónicos entre el 90% y 100% del tiempo en horas diurnas (Hernandez et al, 2020), lo que genera un ahorro económico en los edificios por la no dependencia de la iluminación artificial y con esto un menor impacto ambiental del proyecto.
Según el Midwest Energy Efficiency Alliance, el “El empleo de luz natural permite el ahorro de aproximado de un 35% del consumo energético en un proyecto”. ¿Cómo lograrlo con una cubierta en PRFV?
DISPOSITIVOS ARQUITECTÓNICOS DE ILUMINACIÓN NATURAL
En el proceso de diseño arquitectónico es posible aprovechar diferentes dispositivos para lograr una iluminación natural óptima en los espacios, estos pueden ser:
- Vanos y ventanas
- Pozos de luz
- Atrios
- Claraboya horizontal (Conoce aquí algunos ejemplos)
- Claraboya vertical
- Claraboya de cuerpo elevado
- Bolsillo de iluminación
- Repisa o estante de luz
CONFORT LUMÍNICO
El confort lumínico de los ocupantes de un espacio está ligado a aspectos cualitativos y cuantitativos, ya que puedo tener espacios que cumplan los estándares de luxes al interior, pero con altos niveles de deslumbramiento por reflectancias en las superficies; la variación de las reflectancias de los acabados es un factor importante que afecta no sólo la calidad lumínica de los espacios, sino también el confort visual de los usuarios. (Córica et al., 2018).
La distribución del espacio interior debe realizarse considerando las fuentes de luz, para evitar deslumbramientos y altos contrastes en el campo visual de las personas que ocupan los espacios; un ejemplo de esto es no plantear tableros o pantallas que las personas deban ver en el mismo plano que una fuente de luz (ventana), ya que se generará un alto contraste, limitando la claridad de la imagen que se desea percibir, además de generar fatiga visual y posibles dolores de cabeza.
En tareas al aire libre, los brillos o reflejos que se registran en el sistema visual determinan deslumbramiento incapacitante o perturbador y, por consiguiente, el deterioro de la visión, lo que puede causar accidentes (CIE, 2002)
Para hablar de confort visual es importante tener un contexto de uso, ya que dependiendo de la actividad se requiere distinto nivel de agudeza visual.
Para realizar la correcta elección de una alternativa de iluminación se deben tener en cuenta algunas variables como el área y la altura del espacio, el tipo de industria para conocer las necesidades visuales de los usuarios del edificio y el tiempo de ocupación del edificio. A partir del uso del edificio se puede identificar la cantidad de iluminancia, comprendida en unidades de Lux, que equivale a un lumen por m2 o a una candela por estereorradián, y es la unidad derivada del Sistema Internacional de Unidades para la iluminancia o nivel de iluminación.
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LUZ NATURAL Y SALUD
“Además de permitirnos la experiencia de lo real, la percepción y el conocimiento del mundo en que vivimos, la luz nos da cuenta del paso del tiempo. Incidiendo sobre los objetos, la luz construye el tiempo. A través de ella tomamos consciencia de su transcurrir sin pausa; de su linealidad y de su comportamiento cíclico” (Flores Soto, 2011).
Este comportamiento cíclico está ligado a los ciclos circadianos, los cuales son cambios físicos, mentales y conductuales que siguen un ciclo diario, y que responden, principalmente a la luz y la oscuridad en el ambiente de un organismo.
Nuestros ojos tuvieron un proceso de evolución durante millones de años bajo entornos lumínicos naturales, haciendo que la respuesta de nuestro organismo a estímulos de luz natural sea mucho mejor, por lo que iluminar naturalmente puede representar beneficios directos en los usuarios finales de los espacios arquitectónicos.
Según cifras del World Green Building Council (WorldGBC) los edificios que se conciben con un uso eficiente de la luz natural generan los siguientes beneficios:
- En espacios de oficinas se pueden lograr aumentos en la productividad de hasta un 18%.
- En espacios educativos el rendimiento académico aumenta entre un 5% y un 14% en espacios iluminados naturalmente.
- Los estudiantes toman notas y aprenden entre un 20% y un 26% más rápido con iluminación natural.
- En espacios comerciales se presentan aumentos en ventas entre un 15% y un 40%
MÉTODOS PARA ESTUDIAR LA ILUMINACIÓN
La iluminación natural se estudia de dos formas complementarias: cualitativa y cuantitativamente. Los instrumentos y métodos de análisis utilizados parten del cálculo de un fenómeno físico bien conocido, con el propósito de evidenciar un asunto fenomenológico que todavía está en proceso de entendimiento. (PVG Arquitectos, 2013)
- Evaluación en modelos a escala
- Percepción cualitativa
- Estudios Cuantitativos
- Mediciones en sitio
- Simulaciones computacionales
- Referencias
En próximas entradas, se estará dando profundidad a los temas aquí mencionados para consolidar una guía definitiva sobre la iluminación natural y conseguir así la creación de una verdadera envolvente inteligente.
Referentes
Córica, L., & Ruiz, M. A. (2018). Aspectos cuantitativos y cualitativos de la luz solar en recintos urbanos de alta densidad edilicia en climas soleados (período invernal). Revista hábitat sustentable, 8(1), 16-27.
Flores Soto, J. A. (2011). El uso consciente de la luz en arquitectura a través de varios espacios romanos. El Genio Maligno: revista de humanidades y ciencias sociales, (8), 19-48.
HERNÁNDEZ-HERNÁNDEZ, A., & MORILLON-GÁLVEZ, D. (2020). Metodología para el aprovechamiento de la iluminación natural en los edificios y la cuantificación de sus beneficios energéticos Methodology for the use of natural lighting in buildings and the quantification of its energy benefits. Revista de Ingeniería, 4(11), 8-15.
Navarro, L. B. (1995). Luz y Arquitectura. Revista de Edificación. RE• NQ, 77.
Van de Wouw, Inge (2021). Bringing the benefits of natural light indoors. World Green Building Council. https://www.worldgbc.org/news-media/bringing-benefits-natural-light-indoors
Vásquez, C. (2010). La luz en la obra de Le Corbusier. ARQ (Santiago), (76), 20-27.
