• Logro de créditos de la luz natural para la certificación LEED.

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Objetivos de aprendizaje

1. Comprender el criterio LEED del Consejo de Construcción Verde de Estados Unidos con respecto al crédito de iluminación natural.
2. Instruirse en utilizar un programa de simulación para llevar a cabo un análisis de iluminación natural.
3. Aprender a documentar y a emplear los resultados de dicho análisis.

Figura 2: Un resort recientemente renovado requirió un render de iluminación natural para un bar en la piscina. Cortesía: exp


El uso de espacios iluminados naturalmente es una estrategia valiosa cuando se trata de ahorrar energía y ganar créditos LEED del Consejo de Construcción Verde de Estados Unidos (USGBC). Más allá del ahorro energético, el uso cuidadoso de luz natural puede contribuir al bienestar del ocupante y su productividad. Consecuentemente, se les alienta a los arquitectos e ingenieros a mejorar la habilidad para aplicar estrategias de iluminación natural a fin de construir soluciones de diseño.

El USGBC, quien administra el sistema de calificación de Edificios Verdes o LEED, contiene varios elementos de diseño a fin de lograr puntos. La luz natural es uno de ellos. El primer estándar de referencia, claro está, es el LEED 2009, Guía de Referencia para Nuevas Construcciones y Renovaciones importantes.

Prescripciones bajo el código LEED EQc8.1: Luz Natural y Vistas.- Luz natural: la intención es proveer a los ocupantes del edificio con una conexión entre los espacios interiores y exteriores a través del uso de iluminación natural en áreas habitualmente ocupadas.

Bajo riesgo de hacerlo sonar demasiado fácil diríamos que el diseño utilizando luz natural, con el fin de alcanzar la certificación LEED, puede resumirse en 3 pasos:

1. El entendimiento del criterio,
2. Utilización del software,
3. Documentación de resultados.

Existen cuatro opciones disponibles:

Opción 1: Simulación
Opción 2: Método prescriptivo
Opcion 3: Medición
Opción 4: Combinación de cualquiera de los métodos aquí arriba señalados.

El objetivo de cualquiera de estas opciones es lograr el uso de un 75% de luz natural en los espacios ocupados usualmente

Este artículo se enfoca en la primera opción, el método de simulación, el cual, se define por el USGBC como sigue:

  • Mostrar mediante simulaciones hechas por computadora que el 75% o más de todos los espacios habitualmente ocupados alcanzan un nivel de iluminación natural de un mínimo de 25 fc y un máximo de 500 fc en condiciones de cielo despejado en septiembre 21 a las 9 a.m. y 3 p.m. Las áreas con niveles de iluminación por abajo o por arriba del rango no cumplen con los criterios, sin embargo, los diseños que incorporen la preservación de la vista con persianas automatizadas para el control del deslumbramiento, podrán llegar a demonstrar cumplimiento con sólo el mínimo nivel de iluminación de 25 fc
  • La preservación de la vista de los tonos no forma parte del estudio contenido en éste artículo.

Entendiendo los criterios

Software Informático: Los modelos físicos son una manera exacta de poder evaluar los efectos de la iluminación natural y puede derivar en un método rentable de análisis. No obstante, los softwares informáticos se utilizan cada vez más para simular y analizar los efectos de iluminación natural.

Figura 1: Un ejemplo de los cálculos de iluminación natural es mostrado a las 9 a.m. el día 21 de septiembre. Cortesía: exp

Un gran número de softwares de análisis de iluminación natural pueden abordar factores tales como el área de la ventana, el área del piso de la habitación, la geometría de la misma, su altura y la transmisión de luz visible del vidriado y factores tales como la orientación, la proporción de la cavidad de la habitación, ángulo visible hacia el cielo, designación de latitud y reflectancia del interior de la habitación lo que resulta en estrategias de diseño más sofisticadas que muestran el cumplimiento con los códigos LEED.

En general, la USGBC no recomienda una marca de software sobre otra. Cualquier software que pueda simular y se base en los requerimientos enlistados en el sistema de calificación, es aceptable. Éste último, no requiere que la simulación sea hecha bajo condiciones de cielo despejado. Algunos de los software para análisis de iluminación natural son: AGi32, Radiance, Lumen Designer y Daysim.

Espacios habitualmente ocupados: De acuerdo al USGBC, “los espacios usualmente ocupados son áreas donde uno o más individuos pasan tiempo normalmente (más de una hora por persona, por día, en promedio) sentados o parados mientras trabajan, estudian o realizan actividades de concentración dentro del edificio”. Algunos ejemplos de ello, son las oficinas abiertas o privadas, los salones de conferencias, salas de descanso y áreas de comida.

“Los espacios usualmente no ocupados, son espacios por los que los ocupantes pasan o espacios que son utilizados en la persecución de las actividades de concentración por menos de una hora, por día, en promedio”. Como ejemplos: los pasillos y los vestíbulos.

“Los espacios desocupados se definen como espacios designados para equipo y maquinaria o almacenamiento, sin ocupación humana más que para efectos de mantenimiento y reparaciones de equipo”. Ejemplos de ello son: los cuartos mecánicos, de instalaciones eléctricas, de almacenamiento y los baños.

Condiciones del aéreas: En el año 2003, la Comisión Internacional de Iluminación (CIE) adoptó 15 cielos estándar que cubren una amplia gama de los cielos usualmente encontrados en el mundo. Cada cielo representa una distribución única de luminosidad, lo que deriva en una manera mucho más eficaz de clasificar los 15 cielos estándar de la CIE. La mayoría de las marcas de software utilizan modelos aceptados por la Sociedad de Ingeniería de la Iluminación (IES) y la Comisión Internacional de Iluminación (CIE) con el objeto de calcular la distribución del cielo en los cálculos de la luz del día. La certificación LEED requiere que los cálculos sean hechos bajo condiciones de cielo claro (ver el link del recuadro aquí abajo que dice “Cosas que se deben tener en mente”).

Iluminación: La salida del modelo de simulación debe mostrar el nivel de rango de 25 a 500 fc bajo condiciones de cielo despejado (el día de equinoccio de otoño) que tiene lugar el 21 de septiembre a las 9 a.m. y a las 3 p.m. La iluminacipon de un a vela por pie (Foot-Candle referencia en inglés) deben ser medidas a 30 pulgadas por arriba del piso (la altura de un escritorio). (En el pasado, LEED requería que los cálculos de luz natural fueran hechos al medio día pero ahora son llevados a cabo a las 9 a.m. y a las 3 p.m. cuando las posiciones solares se encuentran “más bajas” en el cielo, lo que ayuda a los proyectos a reclamar los puntos crédito ya que la luz del día debe penetrar más profundamente en el edificio).

Utilizando el Software

El Software utilizado en éste ejemplo por los Analistas de Iluminación es el AGi32. La aplicación de la luz del día en el AGi32 le permite considerar el efecto del sol, el cielo y la tierra como fuente de luz en el ambiente. La rotación diaria de la tierra así como su ubicación en ésta órbita con respecto al sol produce una cantidad predecible de luz solar en un lugar determinado. Al momento de que la luz solar entra en la atmósfera, una porción de la luz es dispersada por las condiciones atmosféricas. AGi32 utiliza muchas categorías de cielo para emular estas condiciones: despejado, parcialmente nublado y nublado además de otras 15 condiciones generales descritas por el CIE. La certificación LEED 2009 requiere que los cálculos sean hechos bajo condiciones de cielo despejado.

Para aplicaciones del interior, se necesitará ¨dejar entrar¨ la luz interior en el espacio al crear aperturas de transición tales como ventanas y aperturas de iluminación natural en la habitación. Superficies exteriores tales como los volados o aletas que obstruyan y/o reflejen la luz en el interior del ambiente también serán tomadas en cuenta.

Figura 3: Este estudio de luz natural es para un espacio multifuncional de varios pisos en un auditorio grande. Cortesía: exp

El edificio usado en éste análisis es un prototipo de oficina con espacios regularmente ocupados con ventanas orientadas hacia el sur (y algunas hacia el este). Los métodos de simulación generalmente favorecen las habitaciones que dan la cara hacia el sur. Utilizar programas de cómputo en las etapas iniciales del proceso de diseño integrado ayuda al diseñador a considerar factores que influyen en la luz del día, como lo son: la ubicación y el clima, los alrededores, la orientación, la posición de apertura y el tamaño.

El plan de piso a base de Revit debe ser extraído y exportado a formato CAD y luego importado a AGi32.

De acuerdo al website AGI, para considerar el efecto de la luz natural en los interiores, las superficies importadas en o creadas dentro de AGi32 deben ser diseñadas en tipos de superficie apropiadas específicamente para el análisis de luz natural. Los siguientes tipos de transición se encuentran modelados con objetos planos y deben ser ubicados en el modelo para proveer de luz de insolación en los interiores. Estas superficies de transición modelan las porciones de tranparencia de ventanas y tragaluces. Cada superficie plana representa todo el conjunto de acristalamiento (la superficie del vidrio y el espacio que existe entre ellos), utilizando el valor de transmitancia visible (VT) encontrado en el rotulado del cristal. Este valor es la transparencia especificada en el AGi32.

  • 20: Transición Vítrea de Luz Natural (Transparente)
  • 21: Transición de Luz Natural a través de vidrio (Difuso)
  • 22: Apertura de Transición de Luz Natural.

Las superficies de la habitación también pueden ser designadas como superficie de transición a fin de modelar una ventana de un muro.

Tal y como se enlista aquí abajo, los requerimientos LEED para los espacios de luz natural incluyen un criterio de que un 75% de la iluminancia sobre un plano de trabajo debería caer entre un 25 y unos 500 fc Nuestro próximo paso será colocar la rejilla de iluminación y esta incluirá un parámetro para mostrar el porcentaje de puntos dentro de éste rango. Todos los resultados de la evaluación en éste estudio se llevaron a cabo en un plano de análisis posicionado 30 pulgadas por encima de cada piso terminado.

Podemos ahora ver los siguientes parámetros de luz natural para nuestros cálculos:

  • Condiciones del cielo: Despejado
  • Fecha y Hora: Septiembre 21, 9 a.m. (hacer un cálculo similar para las 3 p.m.)
  • Ubicación Chicago, IL, EE.UU.
  • Norte Verdadero = 90 (las ventanas dan hacia el sur)
  • Latitud = 41 grados Norte, Longitud = 88 grados oeste

Estamos listos ahora para llevar a cabo el cálculo

Documentación de resultados

Cómputo arroja resultados en candela por pie (o contorno), el plan muestra curvas o líneas a lo largo de las cuales, las candelas por pie, son constantes. El plan muestra estos valores por cada habitación ocupada usualmente.

Un cálculo de programa resumido muestra los valores máximos y mínimos para cada rejilla de cálculo permitiéndote mostrar los espacios con los que se cumple. Si especifica un tramo de iluminación para incluir los puntos de porcentaje en un rango y define el rango de 25 a 500 fc, puede mostrar esta información en el cálculo de programa resumido también. El cálculo de programa resumido puede de igual manera mostrarse, mostrando los parámetros de luz natural, latitud del sitio, longitud y otra información relevante.

Asegúrese de que la documentación incluya una narrativa que explique el motivo de selección de las habitaciones y cuáles fueron seleccionadas como espacios regulares de ocupación. No incluya espacios no regularmente ocupados. Proporcione dibujos que muestren resultados de simulación de la iluminación y gráficas. Aquí, necesitamos mostrar la salida del modelo de simulación. Se explica el aseguramiento de parámetros: los candelas por pie se miden en 30 pulgadas por arriba del suelo, la luz natural de 9 a.m. y las 3 p.m. en septiembre 21, bajo condiciones de cielo despejado y siguiendo un mínimo de 25 candelas por pie a un máximo de 500 fc de rango.

La certificación LEED provee de una oportunidad para ganar puntos adicionales al ejemplificar el desempeño bajo la teoría de “Innovación en Diseño”. Aquí, necesitamos alcanzar los mismos requerimientos de iluminación para el 95% de los espacios habitualmente ocupados bajo las mismas condiciones de antes.

La documentación y la narrativa para este tipo de edificio es como sigue:

Resumen Ejecutivo:

  • Una evaluación del desempeño de la luz natural y la probabilidad de alcanzar luz natural LEED y vistas de certificación EQc8.1 fue elaborada para el prototipo de edificio en Chicago. El análisis de iluminación natural fue hecho usando el software de simulación AGi32 desarrollado por analistas de iluminación de Estados Unidos y es considerado como uno de los más recomendados y una de las herramientas más exactas que se encuentran disponibles para ambos análisis con respecto a la luz del día y la luz artificial.
  • El desempeño de la iluminación natural del prototipo de edificio si reunió los requisitos para alcanzar el puntaje del código EQc8.1 El rendimiento global es bueno y tiene una buena distribución balanceada de la luz natural. De los resultados de análisis de iluminación natural mostrados en éste reporte, el 85% de los espacios del suelo usualmente ocupados son de un nivel de 25 a 500 fc a las 3 p.m. y un 75% a las 9 a.m.

Creación de simulación y análisis

Los detalles de simulación incluyen diversos aspectos:

Ubicación del Sitio:

  • El edificio se encuentra ubicado al Noroeste de Chicago, Illinois. Por aproximación, el modelo de luz natural fue colocado a una latitud de 42 grados norte y longitud de 88 grados al oeste.
  • Todos los resultados de la evaluación en éste estudio se llevaron a cabo en un plano de análisis posicionado 30 pulgadas por encima de cada piso terminado. La fecha y horarios para la simulación, fueron fijados en el día septiembre 21 (el equinoccio de otoño) a las 9 a.m. y a las 3 p.m.
  • La distribución de iluminación natural del cielo colocada en el software de simulación AGi32 fue de cielo despejado.

Propiedades de la superficie: La luz que reflejan las propiedades de la superficie interior termina y las propiedades de transmisión de a través de vidrio en los espacios individuales fueron asignadas de acuerdo al terminado de la superficie y horario de acristalamiento proporcionado por los arquitectos. (Ver Tabla 1).

Tabla 1: Propiedades de la Superficie Cortesía: exp

Clasificación del Espacio: Las siguientes áreas fueron seleccionadas como áreas de ocupación habituales (tal y como se encuentran definidas por la USGBC) ya que son espacios donde uno o más individuos pasan tiempo normalmente (más de 1 hora por persona, por día, en promedio) sentadas o paradas mientras trabajan, estudian o desarrollan actividades de concentración dentro de un edificio.

Análisis de luz natural, incluye:

  • Espacios de Edificios: La combinación del área del piso con los espacios habitualmente ocupados en el edificio es de 1462 metros cuadrados. La mayoría de las oficinas ocupadas en el edificio dan la cara principalmente hacia el sur o el este. Las mismas, reciben luz natural directa durante el tiempo de evaluación y por lo tanto cuentan con los niveles más altos de iluminación natural de las oficinas del edificio.
  • Plan de contorno ISO y resumen de cálculo (Ver Figura 1).

Alcanzando la Meta

Los niveles de luz natural para todos los espacios regularmente ocupados fueron evaluados de manera individual en septiembre 21 a las 9 a.m. y a las 3 p.m. mediante el uso de dibujos arquitectónicos y horarios para los acabados de la superficie opaca y el acristalamiento. La posición del sol y la distribución del cielo requeridas para el análisis de la probabilidad de alcanzar la certificación LEED de luz natural y los créditos, es un buen criterio para evaluar el rendimiento global de la luz natural porque el sol se encuentra en ángulos bajos y es una temporada donde el sol está a la mitad.

El desempeño de la luz natural del prototipo de edificio está balanceado con una distribución uniforme de la luz del día. Todos los espacios analizados se encontraban compuestos de áreas de suelo relativamente pequeñas En éste ejemplo, los resultados del análisis de iluminación natural denotan que el edificio cuenta con 85% de área de suelo regularmente ocupada de unos 25 a unos 500 candelas por pie a las 9 a.m. y 75% a las 3 p.m. Ya que dicho resultado, reúne los criterios mínimos para la certificación LEED EQc8.1: Luz Natural y Vistas – Crédito de Iluminación Natural, se anticipa el diseño propuesto para alcanzar 1 punto para tal crédito.


Siva Haran es un ingeniero eléctrico senior y gerente de proyectos en exp. Es miembro asesor del Comité de Iluminación Sostenible (IES). Cuenta con gran experiencia en lo que se refiere al diseño de iluminación y sistemas eléctricos para proyectos comerciales, institucionales, industria ligera y áreas residenciales.
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