Iluminación eficiente en edificios: mas allá de la eficiencia

Iluminación eficiente en edificios:
mas allá de la eficiencia energética en proyectos de iluminación
20 Mar. 2014
Módulo de investigación - Arq. Alfredo García Mejía - ASDluz Colombia
“Si busca resultados distintos, no haga siempre lo mismo”
Albert Einstein
Módulo de investigación - Arq. Alfredo García Mejía - ASDluz Colombia
ClaroOscuro lighting design
Mitos urbanos:
“El incremento en la eficiencia de una
fuente de luz, equivale a un evidente y
demostrable ahorro de energía.”
Iluminación eficiente
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Consumo Energético
- Eficiencia
- Consumo eléctrico - Rendimiento (w / m2)
(kw / h)
(lm / w)
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210.1 ILUMINACIÓN EFICIENTE.
sistema de iluminación eficiente es aquel que, además de satisfacer
necesidades visuales y crear ambientes saludables, seguros y confortables, posibilita a los usuarios disfrutar de ambientes agradables, empleando los
... Un
recursos tecnológicos más apropiados y evaluando todos los costos que se incurren en la instalación, operación y mantenimiento del proyecto de iluminación se llegue al menor valor...
Reglamento Técnico de Iluminación y Alumbrado Público - RETILAP
Iluminación eficiente
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Iluminacíon Eficiente
- 5 Definiciones
- Criterios, Conceptos, Estratégias
Kumi Yamashita - Origami
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Luz Natural
Bienestar
y
Salud
Sistemas de Control
Consumo Energético
Diseño de Iluminación
Iluminación eficiente
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Luz Natural
Bienestar
y
Salud
Sistemas de Control
Consumo Energético
Diseño de Iluminación
Iluminación eficiente
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Luz Natural
“La luz natural, es algo mas que la “evidente” fuente ahorradora de energía. Es también, desde el punto de vista antropológico,
el primer factor a tener en cuenta en cualquier tipo de proyecto”.
Alexander Wunsch
Colombia
atardecer
Cuanta luz tenemos disponible?
junio
amanecer
diciembre
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Movimiento del sol en Colombia.
Entre 12h y 12.5h de luz naturalal día.
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Luz Natural
El uso de la luz natural implica en un proyecto:
- Proporcionar niveles interiores de iluminancia más elevados y homogéneos.
- Mayor eficiencia medida en rendimiento (lm/W)
- Mejor percepción de los colores debido a la completa composición espectral presente en la luz natural.
- Al estar en constante cambio, estimula el sentido de la vista mejorando la
percepción visual.
- Ayuda al mejoramiento de la concentración y por consiguiente de la
productividad.
- Favorece la satisfacción de las necesidades biológicas y psicológicas
de ritmos naturales. (Ej: cambios de humor graves que experimentan algunas personas durante el otoño y el invierno, cuando hay menos exposición a la
luz solar)
(Luz natural e iluminación de interiores - Dr. Andrea Pattini, 2003)
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Luz Natural
Análisis de asoleación e iluminación natural
Estudio de asoleación - Hamburgo, Alemania
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Luz Natural
Ejemplos sistems de protección y conducción de luz natural:
Conductores de luz difusa
Conductores de luz solar
(sin protección)
Transporte de luz natural
Protector de luz solar con
condutores de luz difusa
Protectores y conductores de luz
solar dependientes de la posición
del sol
Difusores de luz
Iluminación eficiente
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Estrategias - Luz Natural
“El empleo de luz natural permite el ahorro de aprox. 35% del consumo energético en un proyecto.” *
Orientación
Diseño de la fachada
Selección del tipo de vidrios
Reflectancia de las superficies interiores
Sistemas de protección y conducción de
luz natural
Altura de los espacios
Temple University Health System Corporate Office | The Lighting Practice
Philadelphia, PA
Iluminación eficiente
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* Fuente: Midwest Energy Efficiency Alliance
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Luz Natural
Bienestar
y
Salud
Sistemas de Control
Consumo Energético
Diseño de Iluminación
Iluminación eficiente
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Bienestar y Salud
El hombre pasa aproximadamente 80% de su tiempo en espacios interiores. Luego es obvio que la luz artificial debe
favorecer el bienestar y la salud del usuario.
Solo un fracción de la luz sirve para ver. El resto llega a nuestro organismo activando el funcionamiento del metabolismo,
regulando el nivel hormonal, el sistema inmune, el metabolismo celular, el sistema respiratorio, el pulso y la temperatura corporal.
La luz es esencial para nuestro bienestar y nuestra productividad. Su efecto en el organismo no se debe tanto a la cantidad
de luz como a su CALIDAD (composición espectral y su color).
trabajo
Cambio de la calidad y el color de luz durante el día
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Adaptacion del Manual de Iluminación de la Sociedad
Norte Americana de Ingeniería de Iluminación (IESNA)
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Bienestar y Salud
La evolución de la vida se ha dado bajo fuertes y específicas condiciones de luz: el cambio constante y repetitivo del dia y de
la noche han marcado con este ritmo a todas las formas vivientes; desde organismos unicelulares hasta los seres humanos llevamos
marcado este compás de luz.
Los bastones
Son muy sensibles.
Se relacionan con la
visión nocturna.
Los conos
Se relacionan con la
visión en colores,
la visión diurna
Célula ganglionar
intrínsecamente foto-sensible
Transforman la luz en señales cerebrales.
Toman la información del ciclo
luz /oscuridad externo y la envíana
a la epífisis
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Estrategias - Bienestar y Salud
“El control personal de la luz permite el ahorro de aprox. 10-15% del consumo energético en
un proyecto comparado con estandares corrientes.” *
Control personal de intensidad y color
de la luz en el puesto de trabajo
Normas internacionales para trabajos con monitores exigen
iluminación que se ajuste a las necesidades del usuario.
Calidad de las fuentes de luz
Determinada por su composición espectral y su
color.
Calidad en vidrios de fachada
Que evite el deslumbramiento y proteja del calor pero que no
deteriore la luz en su composición espectral y/o color.
Suficiente luz natural y contacto visual con el exterior.
Situaciónes de luz estimulante
(cambio
de intensidad, sombras, colores ...)
Luminarias liberes de deslumbramiento y/o parpadeo (flicker).
Tener una buen balance entre luz
difusa y luz directa.
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* Fuente: Newsham, Veitch (2001)
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Luz Natural
Bienestar
y
Salud
Sistemas de Control
Consumo Energético
Diseño de Iluminación
Iluminación eficiente
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Sistemas de Control
La Automatización en edificios puede variar desde sistemas básicos hasta sistemas muy complejo. Al integrar sistemas de
control para luz artificial, y especialmente sistemas de sensores para luz natural, se logran segnificativos ahorros de
energía durante el tiempo de funcionamiento del edificio.
La regulación de los niveles de iluminación a través
de dimerización o apagado parcial se basan generalmente en:
- Empleo de sensores de movimiento
- Programación de diferentes escenarios de iluminación: durante el día, como respaldando el ciclo
circadiano, escenario nocturno con variación del color
de la luz a blanco cálido.
- Sensores de luz natural en espacios de trabajo o
en fachadas.
- Control de persianas internas.
Edificio Kiefer Technic, Bad Gleichenberg, Austria
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Estrategias - Sistemas de Control
“Sistemas de control de presencia permiten el ahorro de aprox. 18% del consumo energético en un
proyecto.” *
Sensores de luz natural
Sensores de presencia
Estrategia de circuitos por
espacios o por proximidad a
ventanas.
Reguladores manuales de intensidad de luz.
Control maestro de apagado
general.
Edificio de oficinas en la noche
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* Fuente: Midwest Energy Efficiency Alliance
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Luz Natural
Bienestar
y
Salud
Sistemas de Control
Consumo Energético
Diseño de Iluminación
Iluminación eficiente
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Consumo energético
Consumo de electricidad en Kilovatios hora por persona
(23.174 kw/h)
(16.406 kw/h)
(13.246 kw/h)
(7.081 kw/h)
(3.298 kw/h)
(1.123 kw/h)
Iluminación eficiente
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Datos: Banco Mundial / Google Public Data / Enero 2014
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Consumo energético
Consumo de electricidad en Kilovatios hora por persona
Iluminación eficiente
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Datos: Banco Mundial / Google Public Data / Enero 2014
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Consumo energético
Consumo comercial de energía por uso
Iluminación eficiente
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U.S. Energy Information Administration. Reporte 2011
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Consumo energético
“El incremento en la eficiencia de una fuente de luz, equivale a un evidente y demostrable
ahorro de energía.”
CALIDAD DE LA LUMINARIA
La eficiencia de una luminaria esta dado por su diseño óptico, la calidad de los materiales
empleados en su producción (reflectores, difusores, filtros etc...), el manejo de la temperatura dentro de la luminaria y los requerimientos para prevenir el deslumbramiento.
LOR = (light output ratio) Eficiencia de la luminaria
Φlum
= flujo luminoso inicial liberado por la luminaria
Φlamp = flujo luminoso inicial liberado por la bombilla
LOR =
Φlum
Φlamp
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Consumo Energético
Un estudio en Suecia mostró que el costo del sistema de iluminación corresponde al 15% del costo total del
proyecto, mientras que, durante su operación, el gasto representa el 70%.
Tubo fluorescente
y balasto convencional
Tubo fluorescente
y balasto de bajo
consumo
Tubo fluorescente
y balasto electronico.
Tubo fluorescente
y balasto electronico dimerizable.
Tubo fluorescente
y balasto electronico dimerizable.
Sistema dimerizable
Sensor de luz día
Sensor de movimiento
Sistema con tubos fluorescentes de Ø=26mm
(T8)
Sistema con tubos fluorescentes de Ø=16mm
(T5)
Punto de partida
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Ahorro potencial
Revista licht.wissen 05 - Industrie und Handwerk
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Estrategias - Consumo energético
“La calidad de la tecnología de la luminaria permite el ahorro de aprox. 40% del consumo energético en un proyecto.”*
Calidad en los bombillos
Calidad en la tecnología de los balastos.
Calidad en la tecnología de la luminaria.
Discipación del calor dentro de la luminaria
Mantenimiento de las luminarias. 5%
del rendimiento se pierde anualmente por
esta razón.
ERCO GmbH
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* Fuente: M.-C. Dubois, Å. Blomsterberg (2011)
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Luz Natural
Bienestar
y
Salud
Sistemas de Control
Consumo Energético
Diseño de Iluminación
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Diseño de Iluminación
La visión es universal y se limita al fenómeno físico de ver.
La percepción es individual y personal, ligada a las experiencias y al estado de ánimo.
FACTORES CUANTITATIVOS
Normas
Consumo Energético
-
- Consumo eléctrico - Rendimiento - Eficiencia
Iluminancias
Uniformidad
Deslumbramiento
Contraste de luminancias
(kw / h)
(lm / w)
(w / m2)
Inversión
-
Tecnología dentro de la luminaria Uso de la luz
-
Fuente luminosa
Color de la luz
Distribución espectral de la fuente
Curva fotométrica (distribución luminosa)
Manufactura de la luminaria
Limitación de deslumbramiento (confort visual)
-
DISEÑO DE ILUMINACION
Inversión inicial
Consumo
Inversión de mantenimiento
Inversión de reposición
Funcional / ambiental / de acento
Equilibrio entre claridad y oscuridad
Luminancia horizontal y vertical
Luz directa / luz indirecta
Luz difusa / luz brillante
Relación con la
arquitectura
-
Concepto arquitectónico
Percepción
Formas y espacios
Materiales, colores, texturas
Contexto
Función
Responsabilidad
-
Bienestar del hombre
Factores biológicos y psicológicos
Polución luminica
Investigación y actualización
Equilibrio entre función, calidad y económía a largo plazo
Independencia de fabricantes y proveedores
FACTORES CUALITATIVOS
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Estrategias - Diseño de Iluminación
“El elaborar un diseño de iluminación permite el ahorro de aprox. 20% del consumo energético en un proyecto.” *
Satisfacer las necesidades de las personas que utilicen un espacio arquitectónico.
Seleccionar los productos mas apropiados para un
proyecto en función de costos, efectividad energética y eficiencia.
Proponer soluciones de iluminación innovadoras
que alcancen el balance exacto entre función, sostenibilidad y estética.
Resolver los desafíos de iluminación en proyectos
de interiores y exteriores.
Fortalecer y mejorar espacios arquitectónicos a
través de la funcionalidad y creatividad de conceptos
de iluminación.
Comprender el papel de la iluminación en el
proyecto arquitectónico al conocer los equipos de
iluminación y sistemas que permiten mejorar y fortalecer el diseño.
Novartis Campus, Edificio de oficinas Maki | LichtKunstLicht
Basel, Suiza
International Association of Lighting Designers | IALD
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Conclusión
La relación entre calidad de iluminación,
productividad y bienestar depende de la
planeación adecuada de un espacio gracias
a la correcta interacción de los especialistas
involucrados. Se debe impedir el uso de la
luz como elemento simplemente cosmético o permitir el deterioro de su calidad
por tratar de ahorrar en la contratación
de especialistas en iluminación, reducir
costos iniciales o restringirse a normas
y estándares en su mayoría re-evaluables
y que no tienen en cuenta el bienestar del
ser humano.
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www.asdluz.org
www.eild.org
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