Iluminación natural
interior de edificios



Por
Dania González Couret*

 

Estudio del diseño volumétrico-espacial e iluminación natural interior en edificios de apartamentos de La Habana

 


La iluminación interior de los espacios resulta imprescindible para poder habitarlos. Durante la noche esta tendrá que ser necesariamente artificial, a partir del consumo de alguna fuente de energía, ya sea convencional como la de la red eléctrica, usualmente generada a partir del consumo de petróleo, o renovables como el sol, el viento y el agua, entre otras.

Sin embargo, durante el día lo más razonable sería poder iluminar los espacios interiores aprovechando la luz solar como recurso natural, y para ello la arquitectura deberá estar adecuadamente diseñada en función de su contexto y de las necesidades de las funciones a realizar en dichos espacios.

El nivel de iluminación requerido depende del esfuerzo visual que cada actividad demanda. Por ejemplo, en una vivienda, la cocina que es el lugar de trabajo por excelencia, necesita un nivel mayor que el de un pasillo de circulación o un baño. Pero la calidad de la iluminación interior no solo depende de los niveles alcanzados, medidos en lux, sino de su distribución, que debe ser lo más uniforme posible, pues el exceso de contrastes dentro del cambio visual genera molestias y reduce la visibilidad.

Por ejemplo, aunque en un puesto de trabajo alejado de la ventana exista el nivel de iluminación requerido para la actividad a realizar, la persona ubicada allí puede sentir que la luz que llega a su puesto es insuficiente si al mirar a la ventana queda deslumbrada por una iluminación excesiva, o por la observación directa de la brillantez del cielo.

Esto tiende a suceder en espacios demasiado profundos, con grandes áreas de ventanas en una sola de sus paredes menores.

Son muchos los factores que condicionan la iluminación natural interior, y una buena parte de ellos se relacionan directamente con la solución de diseño arquitectónico. Entre ellos, las dimensiones del espacio y, sobre todo, su profundidad, la cantidad de paredes exteriores con ventanas, el tamaño y la distribución de las mismas, el tipo de ventana y su color, así como el color de las superficies de las paredes y el techo del local. También influyen las características del contexto exterior, que obstruye la luz que puede entrar por las ventanas y el color de las superficies de los edificios u otros elementos aledaños que reflejan la luz que reciben.

Así, en contextos urbanos compactos, donde los edificios son altos y se encuentran muy cercanos unos de otros, resulta difícil lograr los niveles de iluminación natural requeridos, situación que puede mejorar si las superficies exteriores de los edificios se pintan de colores claros, siempre que se evite el blanco, cuya alta reflectividad puede ocasionar molestias cuando las superficies asoleadas son observadas desde un espacio interior cercano.

Las ventanas de mayores dimensiones favorecen la entrada de la luz, pero cuando su superficie resulta excesiva (mayor que la tercera parte de la pared exterior), pueden ocasionar deslumbramiento, sobre todo en espacios profundos (más de 4,50 m de profundidad) con iluminación unilateral, lo cual se agrava cuando no están adecuadamente protegidas del sol.

Las ventanas de vidrio también favorecen la entrada de luz, pero deben tener una protección que evite la penetración de la radiación solar directa, no solo por su efecto térmico, sino también por el deslumbramiento que ocasiona la observación directa de un elemento, o superficie, expuesto al sol en el espacio interior. La protección requerida para una ventana de vidrio varía en función de la orientación que condiciona el ángulo de incidencia del sol sobre la misma.
 

 
Existen diversos tipos de ventanas opacas que dejan pasar menos luz natural que una de vidrio, pero que a su vez permiten proteger parcialmente el interior de la entrada de la radiación solar directa, y reducen el deslumbramiento provocado por la observación directa de la bóveda celeste por parte de los usuarios del espacio. La permeabilidad de cada tipo de ventana al paso de la luz natural se expresa mediante un coeficiente que indica cuál proporción de la luz que incide en ella penetra al interior, y que depende de la relación entre el área total del vano y la superficie efectiva de entrada de luz.

Así, la ventana tipo Miami opaca, que es la más usada en Cuba, presenta un coeficiente de reducción de 0,28 cuanto está totalmente abierta, pero puede llegar hasta 0,12 cuando sus tablillas se inclinan en un ángulo de 45 grados. Esto significa que por una ventana de este tipo penetra entre 12 y 28% de la luz natural que entraría por un vano totalmente abierto. Por supuesto que este valor dependerá del color de la ventana, de manera que la reducción aumenta cuando la ventana es más oscura.

Todos estos elementos del diseño arquitectónico que influyen en el comportamiento de la iluminación natural interior se han clasificado para su estudio en tres grupos de variables: el volumen que genera el edificio hacia el contexto, el espacio interior conformado y la envolvente del volumen que delimita el espacio, que también se denomina «piel del edificio», que incluye los techos, paredes exteriores y ventanas.

A continuación se comentan los resultados de la evaluación de la solución volumétrico-espacial de los edificios de apartamentos existentes en tres contextos urbanos diferentes de la ciudad de La Habana (Centro Habana, El Vedado y Miramar), de acuerdo con su influencia en la iluminación natural interior, a partir de investigaciones realizadas por estudiantes y profesores de la Facultad de Arquitectura durante los últimos diez años.

 

 

Los espacios de transición entre el interior y el exterior condicionan la iluminación natural.
Leyenda: A: calles y pasillos; B: patios y patinejos; C: grecas o indentaciones.
Las ilustraciones de las páginas 21 y 22 corresponden a un proyecto de edificio de viviendas realizado por un equipo de profesores de la Facultad de Arquitectura, de la CUJAE, integrado por Dania González, Anielsys Zorrilla, Dayra Gelabert, Pedro Rodríguez y Celia García, y la ilustración de la página 24 es del Trabajo de Diploma de Danessa Urquila y Anelis Lay, tutoreado por Dania González y Dayra Gelabert.


De acuerdo con la volumetría de los 279 edificios de apartamentos estudiados, los interiores se relacionan con el exterior mediante espacios de transición que según su geometría (dimensiones, proporciones y ángulos), condicionan la forma de exposición de los cierres exteriores y, por tanto, influyen en la cantidad de luz que penetra al interior.

Estos han sido clasificados en tres tipos básicos: calles y pasillos, patios y patinejos, y grecas o indentaciones. Los espacios que dan a calles o pasillos se enfrentan a un plano frontal que limita el acceso a la luz, pero quedan expuestos a ella desde arriba y por ambos laterales. Los que se conectan a patios o patinejos solo reciben luz por la parte superior, y aquellos vinculados a grecas o indentaciones se iluminan desde arriba y por el frente.

Como resultado de la simulación automatizada del probable comportamiento de la iluminación natural en 44 interiores relacionados con espacios de transición de diferentes tipos, dimensiones y proporciones, se encontró que resulta difícil satisfacer totalmente los requerimientos de iluminación por la vía natural durante el día en contextos urbanos, a pesar de lo cual todo lo que se pueda aportar por esta vía contribuirá al ahorro de energía convencional, aun cuando no sea posible prescindir totalmente de ella.

Los mayores valores se logran en espacios vinculados directamente a corredores, fundamentalmente a calles anchas, y el contexto urbano más favorable es Miramar, con una menor ocupación del suelo.

Los mejores niveles de iluminación se obtuvieron en espacios vinculados a calles anchas, en segundo lugar a pasillos perimetrales entre edificios, y los peores en aquellos conectados con patios interiores, sobre todo en los casos de patinejos de pequeñas dimensiones. Esto indica que las urbanizaciones compactas de los centros tradicionales, donde los edificios son medianeros y se relacionan con el exterior solo mediante patios y patinejos, no resultan muy favorables para el aprovechamiento de la luz natural diurna.

También se pudo apreciar que cuando la separación entre volúmenes edificados, es decir, la amplitud de los pasillos y patios es inferior a 10 metros, los niveles de iluminación interior se reducen a la mitad con respecto a espacios interiores vinculados a un exterior abierto. Algo similar sucede cuando la sección del espacio de transición a partir de su ancho y altura de los edificios genera un ángulo vertical superior a 60 grados.

 

 
Estos resultados refuerzan la conveniencia de reducir la ocupación del suelo en áreas urbanas compactas (coeficiente máximo de 0,6), y evitar el uso de patinejos para proporcionar iluminación natural y ventilación en edificios de vivienda, si se pretende aprovechar la luz natural para reducir el consumo de la energía convencional que se emplea en la iluminación diurna.

* Arquitecta, Doctora en Ciencias, Profesora Titular y Directora de Postgrado del Instituto Superior Politécnico José Antonio Echeverría (ISPJAE), La Habana, Cuba.
e-mail:dania@arquitectura.cujae.edu.cu