Buscando el balance ideal en iluminación:
Equilibrio entre LEED y Well Building
“Los ritmos circadianos son cambios físicos, mentales y conductuales que siguen un ciclo diario, y que responden, principalmente, a la luz y la oscuridad en el ambiente que rodea a un organismo. Para un ser humano, dormir por la noche y estar despierto durante el día es un ejemplo de un ritmo circadiano relacionado con la luz. Los ritmos circadianos se encuentran en la mayoría de los seres vivos, incluidos los animales, las plantas y muchos microbios diminutos” †
Dado que la luz es el principal impulsor de los sistemas visuales y ritmos circadianos, los entornos de iluminación donde las personas desarrollan sus actividades diarias tienen un impacto en su salud visual, mental y ritmos circadianos. Típicamente las condiciones de diseño de iluminación en la mayoría de los espacios construidos no toman en cuenta dichas consideraciones [1]. Esto representa una importante oportunidad para que los proyectos de diseño edificatorio proporcionen las condiciones de iluminación adecuadas para generar entornos de iluminación más saludables y productivos.
Existen métricas para analizar los entornos de iluminación esperados para un espacio a lo largo del año, como las simulaciones sDA (Spatial Daylight Autonomy) y ASE (Annual Sunlight Exposure). En términos generales, el parámetro sDA describe la cantidad de iluminación natural que se puede aprovechar en un espacio de manera autónoma sin necesidad de iluminación artificial. En contraste, el parámetro ASE describe la cantidad de luz solar directa que recibe un espacio que puede causar disconfort visual y deslumbramiento en los ocupantes.
La simulación sDA, en relación con las certificaciones LEED [2] y WELL [3], busca que se alcancen los 300 Lux en un 55%-90% de la superficie ocupada del suelo durante el 50% de las horas de ocupación del proyecto (8:00 am – 6:00 pm). La simulación ASE, por otro lado, analiza que máximo el 10% de la superficie ocupada del suelo puede sobrepasar los 1,000 Lux por más de 250 horas anuales de las horas de ocupación del proyecto (8:00 am – 6:00 pm). Para la versión más reciente de LEED, la versión 4.1 [4], el requerimiento de sDA tiene un nuevo rango inferior iniciando en 40% del área; y el cumplimiento con el ASE del 10%, se modifica para que no sea obligatorio, sino que solamente aquellos espacios que lo excedan deberán indicar qué medidas se implementarán para reducir el deslumbramiento.
Caso de estudio
Se evalúan diferentes plantas abiertas para un área típica de oficinas con un Window to Wall Ratio (WWR) de 80% en todas las orientaciones. El estudio se desarrolla para la misma zona climática, específicamente la Ciudad de México (CDMX). Los edificios de oficinas de alto desempeño que se construyen actualmente en esta ciudad, tienen un gran potencial del aprovechamiento de luz natural: al incorporar vidrios de baja emisividad se reduce la ganancia interna de calor, a la par que permiten mantener altos valores de transmisión de luz visible. La iluminación artificial en edificios de oficinas para la CDMX puede representar alrededor del 30% del consumo eléctrico anual, aun especificando luminarias LED, por lo que integrar sensores de iluminación natural es un área de oportunidad de ahorro energético para estas tipologías inmobiliarias.
Los materiales que se utilizaron en el caso de estudio responden a las especificaciones descritas en la Guía de Referencia LEED para Diseño y Construcción, Edificios Especulativos; donde la reflectancia de las superficies son 80% para plafones, 20% para pisos y 50% para muros. En las ventanas se definió un vidrio con transmitancia visible (VT) de 60%. La cuadrícula de cálculo se dispuso a una separación de 6 ft² y el plano de trabajo se situó a una altura de 70 cm sobre el nivel de piso terminado.
† El estudio de los ritmos circadianos se llama cronobiología. (www.nigms.nih.gov/education/fact-sheets/Pages/circadian-rhythms-spanish.aspx)
Resultados
Los resultados mostrados en la figura inferior incluyen los datos de sDA y ASE. Como se puede apreciar, el cumplimiento en general con el sDA se da para las plantas que permiten el ingreso de iluminación natural en configuraciones más angostas, y para plantas amplias cuadradas el cumplimiento es poco viable. Al analizar las imágenes, podemos establecer que se debe favorecer el diseño de áreas no ocupadas hacia el centro de una planta rectangular, o bien, ubicarlas en los vértices internos de las otras configuraciones. Lo anterior describe un criterio intuitivo, sin embargo el cumplimiento con la métrica ASE es más complejo.
Para el ASE, al observar las figuras, puede interpretarse que en la mayoría de los casos se excede considerablemente el 10% máximo permisible. Empero, si enfocamos nuestra atención en las áreas que sí tienen cumplimiento con el ASE, podemos inferir que para favorecer su cumplimiento debemos de reducir la exposición directa del área ocupada hacia el exterior, esto se contrapone al criterio que hemos de observar para cumplir con el sDA.
Por lo anteriormente expuesto, podemos concluir que el alcanzar una métrica implica un impacto inverso y casi directo en la otra, de tal forma que al diseñar un edificio o vivienda se requiere encontrar un justo balance entre ambos objetivos. Más aún, cuando se trabaja en un proyecto con interiores definidos, ha de tenerse en consideración la distribución de los espacios en el perímetro y facilitar el paso de luz a través de las particiones interiores hacia los espacios regularmente ocupados. Esto ayudará a reducir el ingreso directo de la luz solar y favorecerá cumplir con el ASE. Es así que la colaboración en la fase de diseño entre diferentes especialistas debe ser integrada y asistida por resultados, de tal suerte que les permita evaluar otros parámetros como la orientación de la forma, sistemas de acristalamiento con una transmitancia de luz visible diferente o sistemas de sombreado exteriores e interiores para lograr un mejor cumplimiento en ambos parámetros. Y con ello, finalmente, crear espacios construidos más saludables y productivos.
Fuentes:
[1] Legates TA, Fernandez DC, Hattar S. Light as a central modulator of circadian rhythms, sleep and affect. Nat Rev Neurosci. 2014.
[2] LEED V4 Reference Guide for Building Design and Construction. U.S. Green Building Council, Inc. 2013.
[3] Concepts: Light. Well. Retrieved from: https://v2.wellcertified.com/v/en/light#
[4] LEED v4.1 Reference Guide for Building Design and Construction. U.S. Green Building Council, Inc. 2020.
Contacto:
Rafael Olvera Arévalo
rolvera@bioconstruccion.com.mx
Modelación Energética
