Iluminación natural y sistemas de certificación
Desde hace años, los sistemas de certificación de edificios sustentables llevan la delantera en la implementación de métodos de análisis de la iluminación natural como un recurso para obtener puntos, generalmente en apartados que tienen que ver con el confort, la salud y la calidad ambiental. En esta sección haremos un repaso de los criterios establecidos en algunos sistemas de certificación para implementar análisis de iluminación natural.
BREEAM
En el sistema de certificación BREEAM, el apartado Salud y Bienestar - Confort Visual (HEA 01 Visual Comfort) ofrece hasta 2 créditos si se considera la iluminación natural durante la etapa de diseño para asegurar las mejores prácticas en lo que respecta al desempeño visual y el confort de los ocupantes de los edificios.
El número de créditos y los criterios de cumplimiento dependen del tipo de edificio y espacio. Por ejemplo, para espacios de oficinas se puede obtener hasta 2 créditos si por lo menos el 80% de las áreas relevantes del edificio cumple los siguientes criterios:
a) Un FLDprom mínimo de 2%.
b) Un valor de Uniformidad FLDmin/FLDprom de por lo menos 0.3, o bien un FLDmin de por lo menos 0.3 veces el FLDprom correspondiente (en este caso el FLDmin sería de 0.6%).
Principales criterios de cálculo
1. En el caso de las oficinas, la altura regular del plano de trabajo debe ser de 0.70 m.
2. En los cálculos se debe considerar el tipo de cielo estándar CIE día nublado 10,000 lux.
3. Para calcular el porcentaje de área que cumple, se puede identificar los espacios que cumplen los dos requerimientos individualmente, luego sumar las áreas totales de esos espacios y dividir el resultado por el área de todos los espacios ocupados. La Tabla 1 muestra los resultados para un pequeño edificio de dos zonas. Se observa que la Zona 1 cumple los dos requerimientos, mientras que la Zona 2 sólo cumple uno. Así, el porcentaje final es del 75%, valor que resulta de la operación (54.0/72.0)*100, con lo que el edificio no cumpliría los requerimientos de BREEAM.
Tabla 1. Ejemplo de resultados de iluminación natural para BREEAM.
LEED NC 2.2
En LEED NC 2.2, la Opción 2 del crédito 8.1 del apartado Calidad Ambiental Interior (EQ Credit 8.1: Daylight & Views: Daylight) ofrece un punto si se provee a los ocupantes una buena conexión entre los espacios interiores y exteriores mediante el ingreso de luz diurna:
“Demuestre, mediante una simulación computacional, que se logra un nivel mínimo de iluminación natural de 25 pie-candela (269.1 lux) en por lo menos el 75% de todas las áreas ocupadas regularmente.”
Principales criterios de cálculo
1. La altura regular del plano de trabajo debe ser de 0.75 m.
2. En los cálculos se debe considerar el tipo de cielo estándar CIE día nublado 10,000 lux.
3. Para establecer el porcentaje de área que cumple con el nivel mínimo de iluminancia (269.1 lux) en todo el edificio, primero se calcula el área que lo cumple en cada uno de los espacios ocupados, y luego la suma de todas esas áreas se divide por el área total de los espacios regularmente ocupados. La Tabla 2 muestra los resultados para un pequeño edificio de dos zonas. Se observa que el porcentaje total del área que cumple (78%) resulta de la operación: (56.2/72.0)*100. De acuerdo con este resultado, el edificio obtendría el punto que ofrece el crédito.
Tabla 2. Ejemplo de resultados de iluminación natural para LEED NC 2.2.
LEED NC v3 (2009)
En LEED NC v3, la Opción 1 del crédito 8.1 del apartado Calidad Ambiental Interior (IEQ Credit 8.1: Daylight and Views - Daylight) ofrece un punto si se provee a los ocupantes una buena conexión entre los espacios interiores y exteriores mediante el ingreso de luz diurna:
“Demuestre, mediante una simulación computacional, que en los espacios pertinentes (75% de todas las áreas regularmente ocupadas) se logra un nivel mínimo de iluminancia por luz natural de 10 pie-candela (110 lux) y un nivel máximo de 500 pie-candela (5,400 lux), considerando condiciones de cielo claro el día 21 de septiembre, tanto a las 9 am como a las 3 pm. Sin embargo, los diseños que incorporen dispositivos de sombreado automatizados para el control del deslumbramiento, que preserven las vistas, pueden demostrar solo el cumplimiento del nivel mínimo de iluminancia de 10 pie-candela (110 lux).”
Principales criterios de cálculo
1. La altura regular del plano de trabajo debe ser de 0.75 m.
2. En los cálculos se debe considerar el tipo de cielo estándar CIE día claro.
3. Para establecer el porcentaje de área que cumple con el rango de iluminancias (110 - 5,400 lux) en todo el edificio, primero se calcula el área que lo cumple en cada uno de los espacios ocupados (el área más pequeña calculada en los dos horarios), y luego la suma de todas esas áreas se divide por el área total de los espacios regularmente ocupados. La Tabla 3 muestra los resultados para un pequeño edificio de dos zonas. Se observa que el porcentaje total de área que cumple (87.4%) resulta de la operación: (62.9/72.0)*100. De esa manera, el edificio obtendría el punto que ofrece el crédito.
Tabla 3. Ejemplo de resultados de iluminación natural para LEED NC v3 (2009).
LEED NC v4 Opción 2
En LEED v4, la Opción 2 del crédito Calidad Ambiental: Iluminación Natural (EQ Credit: Daylight) ofrece hasta 2 puntos si mediante el ingreso de luz diurna se provee a los ocupantes una buena conexión entre los espacios interiores y exteriores, se refuerzan los ritmos circadianos y se reduce el uso de la iluminación artificial:
“Demuestre, mediante una simulación computacional, que los niveles de iluminancia estarán entre 300 y 3,000 lux tanto a las 9 a.m. como a las 3 p.m. durante el equinoccio, considerando condiciones de cielo claro. Use el área de suelo regularmente ocupado. Los proyectos de equipamientos de salud deben usar el área perimetral establecida en el crédito Calidad Ambiental: Calidad de las Vistas.”
La tabla 2 del crédito indica que los edificios de nueva construcción, núcleo y perímetro, escuelas, comercio al por menor, centros de almacenaje y distribución, y hostelería, pueden obtener 1 punto si el porcentaje de área de suelo regularmente ocupado que cumple con el requerimiento es de al menos el 75%, y 2 puntos si el porcentaje es del 90% o superior. Para los edificios de cuidados de la salud se mantienen los mismos puntos y porcentajes, pero en lugar del área de suelo regularmente ocupado se debe considerar el porcentaje del área de suelo perimetral.
Principales criterios de cálculo
1. La altura regular del plano de trabajo debe ser de 0.75 m.
2. En los cálculos se debe considerar el modelo de cielo Perez All-Weather, indicando la intensidad del componente directo (sol) y del componente difuso (cielo) de la radiación solar. El componente directo se define mediante la irradiancia directa horizontal, mientras que el difuso se define mediante la irradiancia difusa horizontal (en las unidades del sistema internacional estos valores se definen en W/m2). Al respecto, el documento indica los siguientes lineamientos para definir ambas irradiancias:
- Usar datos climáticos horarios de un año típico, o su equivalente, de la estación meteorológica más cercana.
- Seleccionar un día dentro de los 15 días anteriores o posteriores al 21 de septiembre, y otro dentro de los 15 días anteriores o posteriores al 21 de marzo, que tengan las condiciones de cielo más claras.
- Usar el promedio de los valores horarios para los dos días seleccionados.
En resumen, se interpreta que es necesario hacer dos simulaciones, una para las 9 am y otra para las 3 pm, durante un día de equinoccio (ya sea el 21 de septiembre o el 21 de marzo), usando los valores de irradiancia directa horizontal y difusa horizontal previamente calculados.
Nota: Algunos programas de simulación, como DesignBuilder, también permiten establecer el componente directo mediante la irradiancia directa normal. Puedes ver más detalles sobre la implementación de este método en el manual de ayuda del programa.
3. En los modelos de simulación se deben excluir las persianas, cortinas y dispositivos de sombreado similares, así como los muebles y particiones móviles, pero se deben incluir las obstrucciones interiores permanentes.
4. Para establecer el porcentaje de área que cumple con el rango de iluminancias (300 - 3,000 lux) en todo el edificio, primero se calcula el área que lo cumple en cada uno de los espacios ocupados (el área más pequeña calculada en los dos horarios), y luego la suma de todas esas áreas se divide por el área total de los espacios regularmente ocupados. La Tabla 4 muestra los resultados para un pequeño edificio de dos zonas. Se observa que el porcentaje total de área que cumple (63.4%) resulta de la operación: (45.6/72.0)*100. En este caso el edificio no obtendría puntos del crédito de iluminación natural.
Tabla 4. Ejemplo de resultados de iluminación natural para LEED NC v4 Opción 2.
LEED NC v4 Opción 1
En LEED v4, la Opción 1 del crédito Calidad Ambiental: Iluminación Natural (EQ Credit: Daylight) ofrece hasta 3 puntos si mediante el ingreso de luz diurna se provee a los ocupantes una buena conexión entre los espacios interiores y exteriores, se refuerzan los ritmos circadianos y se reduce el uso de la iluminación artificial:
“Demuestre, mediante simulaciones computacionales anuales, que la Autonomía Espacial de Luz Diurna (sDA300lux/50%) se logra en al menos el 55%, 75% o 90% del área de suelo regularmente ocupado. Los proyectos de equipamientos de salud deben usar el área perimetral establecida en el crédito Calidad Ambiental: Calidad de las Vistas.
Y
Demuestre, mediante simulaciones computacionales anuales, que la Exposición Solar Anual (ASE1000lux/250hr) no supera el 10% del área de suelo regularmente ocupado. Se debe considerar la misma área de suelo regularmente ocupado empleada en las simulaciones de sDA300lux/50%.”
La tabla 1 del crédito indica que los edificios de nueva construcción, núcleo y perímetro, escuelas, comercio al por menor, centros de almacenaje y distribución, y hostelería, pueden obtener 2 puntos si el porcentaje de área de suelo regularmente ocupado que cumple con el requerimiento de sDA es de al menos el 55%, y 3 puntos si el porcentaje es del 75% o superior. En cambio los edificios de cuidados de la salud pueden obtener 1 punto si el porcentaje del área perimetral que cumple con el requerimiento de sDA es de al menos el 75%, y 2 puntos si el porcentaje es del 90% o superior. En todos los casos se debe cumplir además el requerimiento de ASE.
Principales criterios de cálculo
1. La altura regular del plano de trabajo debe ser de 0.76 m.
2. Las mallas de cálculo, tanto de sDA como de ASE, deben tener celdas con dimensiones no mayores a 60 centímetros en ambos sentidos.
3. Los análisis se deben basar en etapas de simulación de una hora, usando datos del año meteorológico típico (o equivalente) correspondiente a la estación meteorológica más cercana.
4. El mobiliario y las particiones móviles deben ser excluidos en las simulaciones.
5. Para establecer el porcentaje de área que cumple con los requerimientos de sDA y ASE en todo el edificio, primero se calcula el área que lo cumple en cada uno de los espacios ocupados, y luego la suma de todas esas áreas se divide por el área total de los espacios regularmente ocupados. La Tabla 5 muestra los resultados para un pequeño edificio de dos zonas. Se observa que el porcentaje total de área que cumple la sDA (87.4%) resulta de la operación: (62.9/72.0)*100, mientras que el porcentaje total de área que cumple la ASE (62.5%) resulta de la operación: (45.0/72.0)*100. En este caso el edificio cumple de sobra con el requerimiento de sDA, pero no obtendría puntos debido a que el porcentaje de área que cumple el requerimiento de ASE se queda corto (debería llegar al 90%).
Tabla 5. Ejemplo de resultados de iluminación natural para LEED NC v4 Opción 1.
Referencias
[1] “LEED for New Construction & Major Renovation Version 2.2.” U.S. Green Building Council, Oct-2005.
[2] “LEED 2009 for New Construction and Major Renovations.” U.S. Green Building Council, Nov-2008.
[3] “BREEAM New Construction Technical Manual.” BREEAM, 2011.
[4] “LEED v4 for Building Design and Construction.” U.S. Green Building Council, 2013.
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