tesis confort lumínico - karla aliaga atencio

UNIVERSIDAD PERUANA LOS ANDES

FACULTAD DE INGENIERIA

ESCUELA PROFESIONAL DE ARQUITECTURA

TESIS

PRESENTADO POR:

B/Arq. ALIAGA ATENCIO, Karla Gianina.

PARA OPTAR EL TITULO PROFESIONAL DE ARQUITECTA

HUANCAYO – PERÚ

2016

“CONFORT LUMÍNICO EN LAS AULAS DE LAS ESCUELAS DE

NIVEL PRIMARIO DEL BARRIO DE CHORRILLOS DE HUANCAYO

METROPOLITANO EN EL 2016”

HOJA DE CONFORMIDAD DEL JURADO

Dr. CASIO AURELIO TORRES LÓPEZ

JURADO

JURADO

JURADO

Mg. MIGUEL ANGEL, CARLOS CANALES

SECRETARIO DOCENTE

ASESOR:

ARQ° CARLOS SANTA MARIA CHIMBOR.

DEDICATORIA:

A Dios por su fuente interminable de

sabiduría y paciencia, a mis padres

quienes fueron impulsadores vitales

que inicio como un sueño, Arquitectos

de mi escuela mater por sus

enseñanzas en mi proceso de

formación, gracias a todos ellos que me

brindaron y apoyaron para hacer

posible esta tesis.

RESUMEN

La presente investigación corresponde a la problemática, que porcentaje

de las aulas de las escuelas de nivel primario del Barrio de Chorrillos de

Huancayo Metropolitano - Junín – Perú son confortables desde el punto

de vista lumínico en el 2016; cual es nivel de iluminación interior de las

aulas y cuáles son los rangos de iluminación que deben tener las aulas de

las escuelas de educación primaria para lograr el confort lumínico de

acuerdo a las normas establecidas.

El objetivo de la investigación es determinar el porcentaje de aulas de las

escuelas de primaria del Barrio de Chorrillos de Huancayo Metropolitano,

que son confortables desde el punto de vista lumínico en el 2016; calcular

los niveles de iluminación natural interior de las aulas y establecer los

rangos de iluminación que deben tener. El diseño metodológico es de tipo

no experimental, diseño general trasversal y el diseño especifico es

descriptivo.

De esta manera se pudo concluir que el porcentaje del confort lumínico

según el RNE, en términos generales las aulas son confortables

alcanzando un promedio de 75%, de manera específica en un 91%, 82% y

50% en diferentes puntos. El nivel de iluminación es alto alcanzando en

algunos casos 1788 luxes, pero en promedio se alcanza 645 lux y

cuentan con un rango mínimo de iluminación de 250lux según lo

establecido en la norma EM110 para poder medir el confort lumínico; este

estándar esta por muy por debajo de los estándares de otros países como

en Argentina, Brasil, Austria, Bélgica, han establecido estándares

mínimos entre los 300 y 500 luxes. La norma Peruana no establece un

rango máximo (que demasiada luz produce molestia). Por ejemplo, las

normas internacionales establecen máximos que van desde 500 a 750 lux

Palabra clave: Confort Lumínico.

ABSTRAC

The present investigation corresponds to the problematic, that percentage of

the classrooms of the primary schools of the District of Chorrillos of Huancayo

Metropolitan - Junín - Peru are comfortable from the light point of view in the

2016; Which is the level of interior lighting of the classrooms and what are the

lighting ranges that the classrooms of primary schools must have in order to

achieve light comfort according to established standards.

The objective of the research is to determine the percentage of classrooms of

the elementary schools of the District of Chorrillos of Huancayo Metropolitan,

that are comfortable from the light point of view in 2016; Calculate the indoor

natural lighting levels of classrooms and set the lighting ranges they should

have. The methodological design is of non-experimental type, general

transverse design and the specific design is descriptive.

In this way it was possible to conclude that the percentage of luminous comfort

according to the RNE, in general terms the classrooms are comfortable

reaching an average of 75%, specifically in 91%, 82% and 50% in different

points. The level of illumination is high reaching in some cases 1788 lux, but on

average reaches 645 lux and they have a minimum illumination range of 250lux

as established in the norm EM110 to be able to measure the luminous comfort;

This standard is far below the standards of other countries as in Argentina,

Brazil, Austria, Belgium, have established minimum standards between 300 and

500 lux. The Peruvian standard does not establish a maximum range (that too

much light produces annoyance). For example, international standards set

maximums ranging from 500 to 750 lux

Key word: Comfort Luminous.

INTRODUCCIÓN

El punto de partida para esta investigación fue la búsqueda del confort

lumínico en las las aulas de las escuelas de nivel primario del Barrio de

Chorrillos de Huancayo Metropolitano.

Aún existe un desaprovechamiento de la luz natural en el diseño de los

modelos de aula didáctica, el cual se ve reflejado en el gasto energético

que se tiene al compensar esta falta de luz natural con luz artificial. Lo

cual compromete al confort lumínico en el espacio por ser esta ultima de

menor calidad que la luz natural, pudiendo afectar las actividades visuales

que se realizan en el interior, así como un desgaste propio de la visión a

largo plazo.

Es por lo anterior que en esta investigación se ha propuesto hacer un

análisis sobre las condiciones actuales de la iluminación natural que

presentan las aulas de las Instituciones Educativas del orden público y

privado de nivel primario. Así como las condiciones de confort lumínico

que estas presentan.

El confort lumínico es un tema relevante en el espacio interior, donde

influyen niveles de iluminación adecuados en el espacio en (lux) para dar

una buena calidad lumínica y provechar la energía solar que se dispersa

en la bóveda celeste, ya que estas deben reunir las condiciones lumínicas

necesarias para la adecuada realización de tareas visuales en el espacio

académico.

Al respecto, las instituciones encargadas de la infraestructura educativa

en el Barrio de chorrillos de Huancayo Metropolitano, se ha utilizado el

Reglamento Nacional de Edificaciones (RNE) como modelo para calcular

el confort lumínico que se tiene en las aulas, comparando con el nivel

mínimo de iluminación del RNE los cuales presentaron porcentajes

favorables de cantidad de iluminación interna en las aulas de las I.E.,

también se llegaron a comparar los resultados de Iluminación Interna con

los niveles de iluminación mínima medio y máximo la Norma de la Unión

Europea (UNE) donde arrojaron diferentes resultados al no considerarlos

confortables, se llega a comparar con esta norma ya que se tiene una

cierta similitud en el cálculo del confort lumínico, teniendo variaciones en

los niveles de iluminación para alcanzar el confort lumínico deseado, esta

norma Europea considera tres niveles de iluminación mínima, media y

máxima en cambio el Reglamento Nacional de Edificaciones solo

considera un nivel de iluminación mínima que generan inconvenientes en

el momento de establecer un nivel de iluminación máxima ya que no

existe en esta norma.

En algunos casos se encuentra un alto grado de nivel de iluminación que

afectan diferentes factores como la falta de proporción adecuada entre el

área de piso y el área del hueco de la luz, produciendo deslumbramiento

directo y en otros casos han hecho esfuerzos para que las aulas reúnan

dichas condiciones.

En el Capítulo I, se constituye el planteamiento principal del cual se

comenzó a desenvolver toda la tesis como la caracterización del

problema, formulación del problema, problema general, problemas

específicos, de acuerdo con los problemas expuestos se fijó los objetivos

tanto general como específicos, llegando a justificar la tesis en cuatro

aspectos que son teórico, práctico, ambiental y económico.

En el Capítulo II se plantea, expone y concluye las teorías de los

referentes que trabajaron los temas referidos al confort lumínico,

clasificándolas en marco teórico, marco conceptual, hipótesis y

Operacionalización de variable.

En el Capítulo III se aborda el tema metodológico desde el punto de vista

científico de la investigación, los métodos utilizados para resolver los

problemas planteados, seguido por tipos y niveles de investigación,

métodos de diseño de investigación, población muestra y técnicas de

investigación, recolección de datos y procesamiento.

En el capítulo IV se presentan todos los resultados obtenidos del estudio

realizado a las aulas de la Instituciones Educativas del nivel primario, con

enfoque al caso de estudio representado por el Barrio de Chorrillos de

Huancayo Metropolitano.

En el Capítulo V se presenta la discusión de los resultados encontrados

del confort lumínico con respecto a las aulas del nivel primario de las I.E

del Barrio de Chorrillos de Huancayo Metropolitano, se hace

comparaciones con referentes extranjeros y con el Reglamento Nacional

de Edificaciones (RNE) y la Norma de la Unión Europea (UNE).

Finalmente se deja las recomendaciones y conclusiones para todo aquel

que le interese ampliar el tema de confort lumínico y así poder considerar

en los proyectos arquitectónicos criterios de iluminación natural para una

arquitectura sostenible.

INDICE

ASESOR

DEDICATORIA

RESUMEN

INTRODUCCIÓN

CAPITULO I: PLANTEAMIENTO DEL ESTUDIO. ………..….. 01

1. Problema de Investigación. ………………………………………........ 01

1.1.1. Planteamiento del Problema. …………………………….…..... 01

1.1.2. Formulación del Problema. …………………………….…….... 03

1.1.2.1 Problema general. ………………………...………....... 03

1.1.2.2 Problemas específicos. ………………………...…........04

2. Objetivos. ………………………………………...…………...…….......... 04

1.2.1. Objetivo general. ……………………......….............................. 04

1.2.2. Objetivos específicos……………………...………………..…… 04

3. Justificación…………………………………………………...……..…...…04

4. Límites de la investigación………………………………........……...… 05

CAPITULO II: MARCO TEÓRICO. ……………………….......... 06

2.1. Marco Teórico. ……..……………………………………………….…... 06

2.1.1. Antecedentes. ..………………………………………………….. 06

2.1.2. Bases teóricas (Teoría y/o modelo) ……………………………. 11

2.1.2.1 Fundamentos generales. ………………………...…… 11

A) Luz natural. ………………………………………………… 11

B) Radiación solar. ……………………………………...……. 12

C) Magnitud de la luz natural. …………………………….…. 13

D) Propiedades lumínicas de los materiales. ………......… 14

2.1.2.2. Microclima luminoso. …………………………………... 15

A) Fuentes de luz natural. ……………………………………. 15

B) Cielo del proyecto. ……………………...…………………. 17

2.1.2.3. Comodidad luminosa. …..………………………..…… .

18

A) Visión humana. …………………………………………….. 18

B) Factores de la iluminación en la visión. …………………. 18

C) Percepción de la luz. …………………………………….... 19

D) Deslumbramiento de iluminación natural. ………………. 19

E) Deslumbramiento directo o molestoso. …………………. 20

F) Deslumbramiento directo o reflejado. …………………… 20

2.1.2.4. Arquitectura- Iluminación Natural. ……………………. 21

A) Criterios de la iluminación natural. ………………………. 22

B) Iluminación natural de locales. ……………………...…… 23

C) Cantidad de luz. …………………………………………… 24

D) Uniformidad de la luz. …………………………………….. 24

E) Distribución de huecos de luz. …………………...……… 26

F) Iluminación en colegios. ………………………………….. 27

2.1.2.5. El confort lumínico. ………………...………...…….……32

A) Confort. ………………………………….……………....…. 32

B) Factores que determinan el confort lumínico. ………….. 34

C) Indicadores de desempeño lumínico. ………………...…. 38

D) Método de cálculo para obtener confort lumínico. ….... . 38

2.1.3. Marco Conceptual. …..………………………………………..… 44

2.2. Operacionalización de variable. ……………………………………… 51

CAPITULO III: METODOLOGÍA DE LA INVESTIGACIÓN...... 52

3.1. Diseño Metodológico ……………………………………………………..52

3.1.1. Tipo y Nivel de investigación. ………………………......………..52

3.1.2. Método y Diseño de investigación. ………………………....…...52

3.1.3. Población y Muestra. …………………………………………...… 53

3.2. Técnicas de investigación. ………………………………………………. 54

3.2.1. Recolección de la información. ……………………………..……. 54

3.2.2. Procesamiento y análisis de datos. …………………….……..… 54

CAPITULO IV: PRESENTACIÓN DE RESULTADOS. …........... 56

4.1. Resultados según la Norma EM 110 del RNE. ……………….…..… 56

4.2. Resultados según la UNE de ISO 8995. …………………….…..….. 66

CAPITULO V: DISCUSIÓN DE RESULTADOS. ……..……........ 77

Conclusiones………………………………………………………………….…. 80

Recomendaciones. ………………………………………………….…………. 81

Referencias Bibliográficas………………………………………………………... 82

Anexos. ……………………………………………………………………………. 84

INDICE DE TABLAS Y GRAFICOS

1. Gráfico N° 01: Espectro Electromagnético….…………………............12

2. Gráfico N° 02: Naturaleza de las Radiaciones Solares…………........13

3. Gráfico N° 03: Magnitudes de la Luz…………………...…………........14

4. Gráfico N° 04: Propiedades Luminosas………………...………….......15

5. Gráfico N° 05: Componentes de la Luz natural del Entorno..…..........16

6. Gráfico N° 06: Tipos de Cielo según la CIE…………...…………........17

7. Tabla N° 01: Iluminación promedio exterior – Perú...…………........18

8. Gráfico N° 07: Tipos de Deslumbramiento..…………...…………........21

9. Gráfico N° 08: Acondicionamiento Lumínico..………...…………........21

10. Gráfico N° 09: Criterios de Iluminación………………...…………........23

11. Gráfico N° 10: Iluminación de locales..………………...…………........24

12. Gráfico N° 11: Uniformidad de la Iluminación.………...…………........25

13. Gráfico N° 12: Distribución de huecos de luz.………...…………........27

14. Tabla N° 02: Categoría de Iluminación recomendada………….......30

15. Tabla N° 03: Niveles de Iluminación – Actividades….………….......35

16. Tabla N° 04: Niveles recomendados de iluminancia horizontal.......36

17. Tabla N° 05: Rangos de Iluminación……………….….………….......37

18. Tabla N° 06: Educación – Rangos de Iluminación…………………..37

19. Tabla N° 07: Iluminación de Establecimiento Educativos ……...,....37

20. Gráfico N° 13: Cálculo de Iluminación Natural………...………….......38

21. Tabla N° 08: Iluminación mínima por ambientes…….………….......39

22. Tabla N° 09: Iluminación exterior promedio………….…………........40

23. Gráfico N° 14: Factor de Luz Día Directo……………...…………........41

24. Gráfico N° 15: Factor de Luz Día Directo – Ángulos..........………......42

25. Tabla N° 10: Valores aproximado de “R”….………….………...........43

26. Tabla N° 11: Operación de Variable…….….………….………….......51

27. Tabla N° 12: Método y Diseño de la Investigación.….………….......53

28. Gráfico N° 16: Factor de Luz Día Directo – Ángulos....………….......54

29. Tabla N° 13: Confort Lumínico en los puntos de las Aulas de la I.E.P.

Sabiduría según el “RNE”………………………………… ………........56

30. Gráfico N° 17: Confort Lumínico en los puntos de las Aulas de la I.E.P.

Sabiduría según el “RNE”………………………………… ………........56


San Juan de Dios según el “RNE”……….……………… ………........57


San Juan de Dios según el “RNE”……….……………… ………........58


Vicente Rasetto según el “RNE”……….……………… ………...........59


Vicente Rasetto según el “RNE”……….……………… ………...........60


Virgen de Guadalupe según el “RNE”……….…………………...........61


Virgen de Guadalupe según el “RNE”……….…………………...........62

37. Tabla N° 17: El total del Confort Lumínico en los puntos de las aulas

de las escuelas del nivel primario del Barrio de Chorrillos–Huancayo-

2016 según el “RNE”……….………………….....................................61

38. Tabla N° 18: Confort Lumínico en el punto 1 de las aulas de las

escuelas del nivel primario del Barrio de Chorrillos–Huancayo-2016

según el “RNE”……….………………….............................................64

39. Gráfico N° 21: Confort Lumínico en el punto 1 de las aulas de las


según el “RNE”……….………………….............................................64



según el “RNE”……….………………….............................................64



según el “RNE”……….………………….............................................65



según el “RNE”……….………………….............................................65



según el “RNE”……….………………….............................................65

44. Tabla N° 21: Confort Lumínico en los puntos de las aulas de la I.E.P.

Sabiduría según la “UNE”…….…………………………..……….…….67

45. Gráfico N° 24: Confort Lumínico en los puntos de las aulas de la

I.E.P. Sabiduría según la “UNE”…….………………………………….67


San Juan de Dios según la “UNE”…….……………….. …………….68


I.E.P. San Juan de Dios según la “UNE”…….………… …………….69


Vicente Rasetto según la “UNE”…….……………….. ……………….70


I.E.P. Vicente Rasetto según la “UNE”…….…………… …………….70

50. Tabla N° 24: Confort Lumínico en los puntos de las aulas de la I.E.

Virgen de Guadalupe según la “UNE”…….……………. …………….71

51. Gráfico N° 27: Confort Lumínico en los puntos de las aulas de la I.E.

Virgen de Guadalupe según la “UNE”…….………………. ………….72

52. Tabla N° 25: El total del Confort Lumínico en los puntos de las aulas

de las escuelas del nivel primario del Barrio de Chorrillos – Huancayo

– 2016 – según la “UNE”………………………… ………………….….73



según la “UNE………………………………………..……………….….74



según la “UNE………………………………………..……………….….74



según la “UNE………………………………………..……………….….75



según la “UNE………………………………………..……………….….75



según la “UNE………………………………………..……………….….75



según la “UNE………………………………………..……………….….76

1

CAPITULO I:

PLANTEAMIENTO DEL ESTUDIO

1.1. PROBLEMA DE INVESTIGACIÓN

1.1.1. Planteamiento del Problema

Desde los tiempos primitivos el ser humano ha buscado un refugio

que lo proteja de las inclemencias del clima, buscando

paulatinamente un adecuado confort para el desarrollo de sus

necesidades. Al pasar el tiempo la arquitectura ha ido consolidando

esta preocupación, sin embargo, con el advenimiento de nuevas

corrientes y principalmente con la llegada del movimiento moderno se

ido perdiendo este concepto primigenio y los arquitectos de hoy

centran su atención en los aspectos estéticos de la forma de los

edificios (volumen, espacio y estructura).

Hoy en día, la arquitectura contemporánea, se ha pluralizado

completamente y coexisten diferentes modos y formas de hacer

arquitectura. Dentro de esas corrientes que intentan recuperar el

concepto inicial de la arquitectura esta la Arquitectura Bioclimática,

cuya intención es buscar el mayor confort en las edificaciones sobre

la base de un mínimo gasto energético. Como vemos ya no solo se

2

piensa en dar confort, sino que se debe hacer sobre la base de un

ahorro energético en una evidente preocupación medioambiental.

La enseñanza de la arquitectura y como tal propia actividad

proyectual y constructiva dan poca importancia a la respuesta de la

arquitectura al medio físico y en específico al confort del usuario,

donde se ha olvidado ubicarlo correctamente respecto al sol, como

ventilarlo, como iluminarlo, como refrigerar y temperar un espacio,

que responde a los conceptos más simples que permiten lograr el

confort del hábitat que crean en el espacio.

Se evidencian problemas en la arquitectura desde el elevado

consumo energético que generan las edificaciones institucionales y

desde la falta de adaptabilidad de estas edificaciones a las

características ambientales del lugar donde se insertan. Este aspecto

es muy importante, en la medida que se considera que la necesidad

primaria que debe cubrir los edificios es la protección del ambiente

exterior y la de albergar las actividades humanas.

Si se toma en consideración el tema de confort y se define a este

como: un estado ideal del hombre donde su situación es de bienestar,

salud y comodidad donde no hay un espacio de molestia física o

mental a los usuarios.

Existe el confort desde un punto de vista psicológico y físico, si

hablamos del físico están involucrados el confort térmico, acústico y

lumínico.

El confort lumínico es muy importante en todo proceso de

acondicionamiento ya que es fundamental en el espacio interior, que

brinda una mejor calidad de iluminación natural, para elaborar

diferentes tareas a realizar en el espacio ya que se presentan

problemas por la mala utilización de la luz natural, es el exceso o la

falta de iluminación que causan incomodidad y malestar.

Robles, L. (2014), menciona que a nivel latinoamericano, la

arquitectura ha orillado a un constante, innecesario e imprudente uso

de luz artificial que se ve evidenciado en el consumo energético en

3

horas diurnas para compensar esa falta de iluminación en dichas

edificaciones, la cual más allá de generar una situación desfavorable

de tipo energético, podría tener consecuencias fisiológicas en quienes

hacen uso de estos espacios, debido a las diferencias en las

cualidades lumínicas que posee la luz natural con respecto a la

artificial. Pudiendo afectar la condición de confort en los ocupantes,

que resulta indispensable tanto para el buen funcionamiento de la

visión, como para el desarrollo de las actividades requeridas, que

como consecuencia podría conllevar a un mayor desgaste del sistema

visual, así como a un impacto negativo en el rendimiento laboral o

académico de las personas durante el día.

Aun no se han desarrollado estudios específicos en la Provincia de

Huancayo, al respecto de la iluminación natural. En las instituciones

educativas se percibe diferentes criterios de iluminación natural que

se brindan en los espacios interiores, teniendo en cuenta el elevado

consumo energético y la falta de adaptabilidad a las características

ambientales en el espacio, utilizando sistemas artificiales como

energía eléctrica, sin embargo la concepción de proyectar nuevas

edificaciones se hacen únicamente con el criterio estético y

tecnológico, mas no a si pensando en el confort del usuario y su

conexión armónica con el medio ambiente.

No es la intención de abarcar todos los aspectos que ello implica, sino

puntualizar el estudio en el confort lumínico desde un punto de vista

de iluminación natural en los espacios interiores, se evidencian a

groso modo que en las instituciones educativas de nivel primario, un

uso inadecuado de la iluminación natural donde el protagonista es

más la iluminación artificial generando estos un grado alto de

consumo energético, incomodidad fisiológica, que como consecuencia

podría conllevar a un mayor desgaste del sistema visual, así como a

un impacto negativo en el rendimiento académico de los estudiantes

durante su formación. .

1.1.2. Formulación del Problema:

1.1.2.1 Problema general

4

¿Qué porcentaje de las aulas de las escuelas del Barrio de

Chorrillos de Huancayo Metropolitano son confortables desde

el punto de vista lumínico, en el 2016?

1.1.2.2 Problemas específicos:

¿Cuál es el nivel de iluminación natural interior de las aulas

de las escuelas de primaria del Barrio de Chorrillos de

Huancayo Metropolitano en el 2016?

¿Cuáles son los rangos de iluminación que deben tener las

aulas de las escuelas de educación primaria, para lograr el

confort lumínico, de acuerdo a las normas establecidas?

1.2. OBJETIVOS

1.2.1. OBJETIVO GENERAL

Determinar el porcentaje de aulas de las escuelas de primaria del

Barrio de Chorrillos de Huancayo Metropolitano, que son

confortables desde el punto de vista lumínico, en el 2016.

1.2.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS

a. Calcular los niveles de iluminación natural interior de las aulas de

escuelas de primaria del Barrio de Chorrillos de Huancayo

Metropolitano en el 2016.

b. Establecer los rangos de iluminación que deben tener las aulas de

escuelas de primaria del Barrio de Chorrillos de Huancayo

Metropolitano en el 2016.

1.3. JUSTIFICACIÓN

Para realizar la siguiente investigación, se tomaron en cuenta cuatro

aspectos relevantes que muestren su importancia, un aspecto teórico,

práctico, ambiental y económico.

Desde un punto de vista teórico, la reflexión que se da desde un punto

de vista del confort lumínico con respecto a iluminación natural en las

edificaciones, contribuirá a una mayor preocupación en las escuelas de

arquitectura para incluir en su plan curricular los temas relativos para

confort lumínico, para forjar futuros profesionales con criterios

5

ambientales, al momento de proyectar nuevas edificaciones y dar

soluciona a edificaciones ya construidas.

Desde un punto de vista práctico, Los resultados de la presente

investigación nos permitirán elaborar un proyecto arquitectónico cuyo

tema central sea la iluminación natural en los espacios interiores.

Desde un punto de vista ambiental. La investigación contribuirá a los

procesos de ahorro energético cuya preocupación mundial está a la

orden del día. Un adecuado diseño permitirá un mayor aprovechamiento

de la luz natural, limitándose el uso de energías no renovables.

Desde un punto de vista económico. Permitirá un ahorro en el gasto de

fluido eléctrico, pues un proyecto bien resuelto evitará que se utilice

energía artificial durante el día disminuyendo el consumo de energía

eléctrica.

1.4. LÍMITES DE LA INVESTIGACIÓN:

Debido a limitantes de orden económico y de tiempo la investigación se

centrará solamente en las aulas de las escuelas de primario del Barrio

de Chorrillos de Huancayo Metropolitano de arquitectura de las

diferentes universidades en Huancayo, por ser los ambientes donde los

estudiantes se encuentran en mayor tiempo de clases en las aulas.

Otras de las limitantes es que en el medio no se han desarrollado

estudios respecto al confort lumínico, lo que también repercute a la poca

disponibilidad de biografía sobre el tema.

El alcance de la investigación cubre un sector importante del valle, que

de un modo será referencia válida para el estudio de posteriores.

6

CAPITULO II

2.1. MARCO TEÓRICO:

2.1.1. ANTECEDENTES:

En la región Junín no se evidencian trabajos del confort lumínico por lo que

nuestros referentes se basan a experiencias internacionales igual o

similares al tema.

Pattini, A; KIrschbaum, C. (2007). Desarrollaron la investigación titulada

“Evaluación Subjetiva del Ambiente Lumínico de Aulas de Escuelas

Bioclimáticas en la provincia de Mendoza. Esta investigación realiza el

análisis lumínico de tres aulas de escuelas bioclimáticas construidas en la

provincia de Mendoza. Tiene como objetivo la comparación de tres

situaciones lumínicas a partir de la medición de la apreciación a la luz

natural de sus ocupantes. Para ello se realizaron mediciones de cantidad y

distribución de la luz natural en las tres aulas seleccionadas y se

efectuaron encuestas a todos sus ocupantes para conocer sus opiniones

respecto a la luz natural diurna. Los resultados muestran que la mayoría de

los alumnos realiza una apreciación positiva sobre la cantidad de

iluminación sobre el pizarrón y el pupitre. En cuanto al tamaño y orientación

de las ventanas de vista al exterior los resultados permiten inferir una

apreciación más positiva cuando éstas están orientada al norte, pero si son

de tamaño mayor y no posee control solar esa apreciación positiva decae.

Para la evaluación se tomó como parámetro de referencia óptima de

iluminación 500 luxes. Para todos los casos este valor es superado. Sin

7

embargo, se nota en los resultados que muchas de las escuelas superan

niveles de iluminancia interior superiores a los 1,500 luxes y que para el

caso especial de Palmira superan los 2,000 luxes, lo que resulta una

dificultad a corregir.

Robles, L. (2014). El aporte del arquitecto es valorar las condiciones de

confort visual que se propiciarían dentro del modelo de aula didáctica tipo

ICIFED con la implementación de sistemas de iluminación natural

estándares, en comparación con el modelo original, al analizar el

comportamiento lumínico en términos de confort visual del aula didáctica en

planteles educativos de nivel primaria de los modelos 2012 y 2013,

determinar los sistemas de iluminación natural estandarizados que mejor

se adecuen al modelo base de aula didáctica en términos del confort visual

que estos propicien e Identificar los valores más relevantes en los índices

de confort que se generan con la implementación de los sistemas de

iluminación estandarizados de forma digital en el modelo base de aula

didáctica. El implemento de sistemas de iluminación natural cenital a base

de elementos de captación unidireccionales en el modelo base de aula

didáctica propicia una mayor cantidad y uniformidad de iluminación, así

como un balance más óptimo de luminancias que evitan zonas de

deslumbramiento, lo cual favorece a un mayor nivel de confort en

comparación con el modelo base de aula didáctica original.

Esta investigación tuvo como principales beneficiarios a los alumnos y

personal docente que hagan uso de los espacios de aulas didácticas de

carácter público a nivel primaria, mediante la posibilidad de generar

condiciones lumínicas favorables que les permita realizar sus actividades

visuales de forma adecuada, tanto para evitar el desgaste fisiológico del

sistema visual, así como para ayudar a incrementar su rendimiento

académico.

A su vez se verán beneficiadas directamente las instituciones encargadas

de la proyección, evaluación y construcción de infraestructura educativa de

carácter público en área de estudio como lo es el ICIFED (Instituto

8

Constructor de Infraestructura Física y Educativa) del estado de Nuevo

León. Así como el INIFED nacional.

También esta información tendrá a fin de cuentas ayudar a lograr un mejor

rendimiento académico, lo cual compete directamente a las instituciones de

educación como la Secretaria de Educación Pública del estado SEP de

N.L. Aunque no es el fin primordial de esta investigación, el hecho de

aprovechar un recurso renovable de manera más eficiente en una

construcción será motivo para que esta información sea tomada en cuenta

por institutos evaluadores de los aspectos sustentables en la edificación,

como lo es el IMES (Instituto Mexicano de la Edificación Sustentable)

delegación noreste.

Ríos, J. (2008). Su aporte es desarrollar un sistema integral de confort

térmico y lumínico, para edificios de salones de clase, determinar la

estructura adecuada de un modelo predictor de temperatura al interior de

un edificio con salones de clase, estudiar las variables del clima exterior e

interior que deben incluirse en dichos modelos para lograr la mejor

estimación, desarrollar un sistema inalámbrico de monitoreo de iluminación

en múltiples puntos, para determinar el confort lumínico en edificios de

salones de clase, de tal manera que a través de una computadora se

puedan desplegar los datos medidos mediante una interfaz amigable al

usuario y reducir el consumo de energía eléctrica al implementar de

manera experimental un sistema de control automático de iluminación. Los

objetivos planteados en este trabajo tienen la finalidad de que, en México,

el desarrollo científico y tecnológico pueda tener un impacto significativo en

el área del confort para edificios; en especial para edificio de salones de

clase, área en que nuestro país no había destacado. Se cree que en los

edificios de la Facultad de Ingeniería se puede aprovechar la luz natural

que de manera gratuita entra al interior de los salones de clase, la cual

podría ser utilizada en beneficio de los usuarios, además de poder generar

ahorros potenciales en cuanto a consumo de energía se refiere; tal

consumo energético podría reducirse entre un 30%, y simultáneamente

solucionar los problemas de confort al implementar una estrategia de

9

control de iluminación para el edificio de salones de clase. La metodología

que se empleara para la primera etapa es para el confort térmico y la

segunda etapa, llamada sistema de confort lumínico, comprende el

desarrollo e implementación en hardware y software; éste comprende del

diseño y construcción de un sistema prototipo de control inteligente de

iluminación, además de la instrumentación de sensores para realizar el

análisis de las condiciones de iluminación interior en salones de clase, lo

que nos ayudará a determinar el rendimiento y comportamiento de la

iluminación. El diseño electrónico es parte fundamental, al implementar de

manera inalámbrica la etapa de adquisición de datos, con la finalidad de

realizar un análisis lumínico en los salones de clase en distintos puntos del

interior del edificio. Con el anterior análisis, se determina sí se cumple con

las condiciones de iluminación que establece la norma (Norma UNE-EN,

2003); además, esto servirá como una herramienta para determinar la

eficiencia energética de los salones de clase en cuanto a iluminación se

refiere.

En los resultados también se muestran los resultados del comportamiento

de iluminación al interior de salones de clase; se analizan los cálculos de

los índices de evaluación para obtener un análisis objetivo, la muestra se

obtiene de tres diferentes edificios de salones de clase. Se comparan los

resultados, con la finalidad de valorar los índices y conocer el grado de

satisfacción que pueden expresar. Además, se analizan los consumos de

energía eléctrica que generan las alternativas propuestas para el sistema

de iluminación al interior de edificios de salones de clase, y los resultados

de los tres distintos sistemas de control de iluminación propuestos (control

con operación convencional y control automático) son mostrados y

comparados.

La Dra. Piderit, B (2014) en su artículo científico “Optimización de la luz

natural en aulas escolares”, describe los siguientes:

La actividad se realizó en el marco de la difusión de un proyecto Fondecyt

de investigación en torno al tema, realizado por la académica del

Departamento de Diseño y Teoría de la Arquitectura de la Universidad del

10

Bío-Bío, Concepción, e investigadora Fondecyt e Innova. Destaca que la

luz natural es una pieza clave de la arquitectura sustentable, además de

que contribuye a disminuir el gasto energético. En este sentido, las

investigaciones indican que estudiar en un ambiente iluminado ayuda al

aprendizaje, el rendimiento y la productividad. El proyecto en el encuentro

en la Escuela de Arquitectura presentó las fases del diseño de su proyecto

“Bases científicas para el análisis dinámico de la iluminación natural en

aulas escolares”. Al respecto, la luz es dinámica y tanto sus cambios

durante el día, las estaciones y otras variables, hacen complicado su

estudio. Dio a conocer las herramientas a usar para una predicción de la

luz natural, y detalló otros aspectos de su trabajo, en el cual incluyó un

estudio de los cielos de distintas ciudades del país, entre ellas,

Antofagasta.

Los resultados del proyecto Fondecyt, comentando datos científicos que

permiten realizar un estudio de iluminación natural dinámico, según los

distintos tipos de cielos a lo largo del país, en la frecuencia del cielo,

distribución del cielo y patrones de diseño. Se entregan patrones de diseño

obtenidos de un estudio dinámico de iluminación natural aplicado en aulas

escolares en distintas ciudades de Chile, con el propósito de contribuir a

decisiones de pre diseño como estrategias de la iluminación más

recomendada a ser aplicada, donde la luz natural contribuye, en gran

medida, a nuestra salud fisiológica y psicológica. Influye y tiene un efecto

positivo sobre el equilibrio, sobre el reloj biológico. Por ello, no es

sorprendente que se utilice el espectro de la luz solar como tratamiento

contra la depresión estacional o trastornos del sueño; la luz natural es la

manera más agradable y confortable de la iluminación, contribuye a nuestra

comodidad visual. Este concepto de confort visual se puede definir como el

equilibrio entre nuestra iluminación asociado a nuestras necesidades de luz

para las diferentes tareas y ayuda a que el trabajo sea más agradable, más

aún si también otorgamos al usuario contacto visual con el exterior.

La arquitecta participante de dos proyectos FONDECYT: “Bases científicas

para el análisis dinámico de la iluminación natural en aulas escolares”,

como investigadora responsable, y “Metodología para el análisis dinámico

11

del confort en el proceso de diseño arquitectónico de tareas visuales, la

calidad de la luz y la cantidad de luz. Cuando tenemos un espacio mal

iluminado y la luz natural no es suficiente, debemos utilizar la artificial.

2.1.2. BASES TEÓRICAS:

2.1.2.1 FUNDAMENTOS GENERALES:

A) Luz natural - Definición :

La luz natural es la fuente que produce la luz proviene de la naturaleza

como el sol, relámpagos, estrellas y algunos insectos como las luciérnagas,

en las aguas muy profundas y oscuras existen peces que emiten su propia

luz. La iluminación natural produce espectro de colores, contiene luz con

longitudes de onda más cortas cerca del violeta en un extremo y con

longitudes de onda más largas cerca del rojo, llamados rayos ultravioleta e

infrarrojos respectivamente estos rayos son invisibles a nuestros ojos.

CEI – IDEA (2005) indican que la “La luz natural es una fuente luminosa

muy eficiente que cubre todo el espectro visible, que proporciona un

rendimiento de colores perfecto, con variaciones de intensidad, color y

distribución de luminancias, con una dirección variable de la mayor parte de

la luz incidente”

La luz visible es una región del espectro electromagnético cuyas ondas

electromagnéticas tienen una longitud de onda que va desde el rojo (780

nm), al violeta (380 nm). Esta pequeña región del espectro es la energía

que percibe el ojo humano y nos permite ver los objetos: el espectro visible.

La disponibilidad y características de la luz natural dependen de la latitud,

meteorología, época del año y del momento del día. Es sabido que la

cantidad de luz natural recibida en la tierra varía con la situación, la

proximidad a las costas o tierra adentro. El clima y la calidad del aire

también afectan a la intensidad y duración de la luz natural. De ahí que

según los climas, la luz natural pueda ser predecible o muy impredecible.

12

GRAFICO N° 1: ESPECTRO ELECTROMAGNETICO

B) Radiación solar:

La radiación solar es la fuente de luz más importante y energía natural

que tiene el planeta con relación a la naturaleza y los seres vivos, la

radiación emitida en un ambiente dependerá de la cantidad de

luminosidad que proviene del sol, cambia de acuerdo con el tamaño del

hueco y la posición por donde ingresa al interior y se regula mediante

persianas, cortinas, estores y etc. La luz, al ingresar, se refleja sobre

determinados objetos, dependerá de la hora, si es en la mañana será

blanca y en la tarde algo rojiza donde es autogenerada y viene en un

espectro de colores que son visibles de los rayos que percibimos.

“La energía solar resulta del proceso de fusión nuclear que tiene lugar en

el sol. Esta energía es el motor que mueve nuestro medio ambiente,

siendo la energía solar que llega a la superficie terrestre 10.000 veces

mayor que la energía consumida actualmente por toda la humanidad.

La radiación es trasferencia de energía por ondas electromagnéticas y

se produce directamente desde la fuente hacia fuera en todas las

direcciones. Estas ondas no necesitan un medio material para

propagarse, pueden atravesar el espacio interplanetario y llegar a la

Tierra desde el Sol.

Fuente: Guía Técnica Aprovechamiento de la luz natural en la iluminación

de edificios Madrid (2005)

13

La longitud de onda y la frecuencia de las ondas electromagnéticas, son

importantes para determinar su energía, su visibilidad y su poder de

penetración. Todas las ondas electromagnéticas se desplazan en el

vacío a una velocidad de 299.792 Km/s. Estas ondas electromagnéticas

pueden tener diferentes longitudes de onda. El conjunto de todas las

longitudes de onda se denomina espectro electromagnético. El conjunto

de las longitudes de onda emitidas por el Sol se denomina espectro

solar. AEMET (S/F).

GRAFICO N° 2: NATURALEZA DE LAS RADIACIONES SOLARES

Fuente: Manual de Iluminación- ICARO (2006)

C) Magnitudes de la luz natural:

La medición de la cantidad de luz se fundamenta en la Intensidad (I),

siendo la candela (Cd) una de las unidades fundamentales del sistema

Internacional. Existen otras magnitudes derivadas como el Flujo, la

Iluminancia o el rendimiento luminoso, que se definen a continuación:

1) Intensidad luminosa (I) es la energía luminosa emitida en una dirección.

Su unidad es la candela (cd), que es una unidad fundamental del S.I., y es

aproximadamente la intensidad emitida por una vela.

2) Flujo luminoso (Φ) es la cantidad de energía luminosa emitida por una

fuente. Su unidad es el lumen (lm), que es la energía emitida por un foco

con intensidad de 1 candela (cd) en un ángulo sólido de 1 estereorradián

(1m2 a 1 m de distancia).

3) La Iluminancia (E) o nivel de iluminación es la cantidad de luz que

recibe una superficie, su unidad es el lux (lx), que es flujo luminoso

recibido por unidad de superficie (lux= lumen/m2). En luminotecnia es

muy útil la ley E= Cosφ/d2

4) La luminancia (L) o brillo es la intensidad (I) o flujo de luz (Φ) emitido

por unidad de superficie. Sus unidades son el Stilb (cd/cm2) y el Lambert

(lm/cm2).

14

5) El rendimiento luminoso (R), es el flujo emitido por unidad de potencia

de las fuentes luminosas (lm/W). Por ejemplo, una lámpara incandescente

tiene R= 14 lm/W.

GRAFICO N° 3: MAGNITUDES DE LA LUZ


D) Propiedades lumínicas de los materiales:

Las superficies iluminadas se pueden comportar de manera diferente

ante la luz, distinguiéndose las superficies opacas en que la luz se

absorbe o refleja, y los materiales traslúcidos en que además otra parte

se transmite. Los coeficientes de flujo de luz incidentes se denominan

absorbancia (α), reluctancia (r) y transmitancia (τ) respectivamente.

α + r + τ = 1

Además, la luz reflejada se puede reemitir en la misma dirección en las

superficies especulares, o dispersarse en todas las direcciones en las

superficies difusas.

En el caso de los materiales traslúcidos, la luz se puede transmitir en la

misma dirección en las superficies transparentes o dispersarse en todas

direcciones en los materiales opalinos. En la práctica, muchos objetos

dispersan la luz de forma combinada, como las superficies satinadas o

los materiales esmerilados.

15

GRAFICO N° 4: PROPIEDADES LUMINOSAS SUPERFICIALES


2.1.2.2. MICROCLIMA LUMINOSO:

A) Fuentes de luz natural:

El sol y el cielo son las fuentes de las que se dispone para la iluminación

natural. La luz natural llega al interior de un local directa o

indirectamente, dispersada por la atmósfera y reflejada por las

superficies del ambiente natural o artificial,

Según ICARO (2006), si se considera que desde una ventana, se tiene

una visión hemisférica (de semiesfera) del entorno, del entorno, en dicho

espacio se pueden distinguir varios tipos de fuentes de luz natural

denominados; componente solar directa (CSD) y difusa (CSdf) y

componente reflejada del terreno (CRT) y de obstáculos (CRO).

Luz solar directa (CSD), el recorrido del sol frente a una ventana puede

iluminarla con un rayo solar directo, unidireccional y de gran intensidad,

que varía continuamente de posición y que puede anularse

periódicamente por la nubosidad. Es la fuente de luz natural más

potente, pero también la más incómoda por sus grandes fluctuaciones y

por el riesgo de provocar deslumbramiento al crear una mancha

extremadamente luminosa en el interior del local, por lo tanto se

recomienda prescindir de ella.

16

Luz solar difusa (CSdf), es la luz procedente de la bóveda celeste,

excluida la luz solar directa, producida por la dispersión luminosa de la

atmósfera (cielo azul) y la reflexión y difusión de las nubes. Tiene una

menor intensidad pero es muy estable en el tiempo y puede proceder de

un gran sector del hemisferio visible. Es la fuente natural preferible y

suele ser el criterio fundamental para el proyecto arquitectónico.

Luz reflejada de obstáculos (CRO), los obstáculos del entorno visible

desde la ventana que sobresalen del horizonte, ocultan la luz solar

difusa procedente del cielo, pero al mismo tiempo reflejan parte de la luz

que reciben según su coeficiente de reflexión. Su intensidad puede

variar durante el día según los obstáculos verticales soleados o en

sombra y fluctúan según la nubosidad. Es el segundo factor más

importante para el diseño arquitectónico por anular parte de la

componente solar difusa y por qué la inclinación de dicha luz sobre la

horizontal puede hacer que penetre profundamente.

Luz reflejada del terreno (CRT), es la luz procedente de la superficie del

entorno por debajo del horizonte, ocupando la mitad del hemisferio

visible, desde una ventana vertical. Puede tener intensidad elevada

según su coeficiente de reflexión medio (albedo) y la radiación que

reciba de la componente celeste, como suma de la luz solar directa y

difusa, por lo que también puede estar sujeta a grandes fluctuaciones

temporales por la nubosidad.

GRAFICO N° 5: COMPONENTES DE LA LUZ NATURAL DEL

ENTORNO


17

B) Cielo del proyecto:

La estimación de la luminosidad del cielo celeste es bastante

complicada, al ser específica de la situación geográfica y del clima de

cada lugar, que va variando según la posición del sol en cada estación y

en cada hora y que además dependerá muchísimo de la nubosidad del

momento.

La Comisión International de I´Eclairage (CIE) ha desarrollado una serie

de modelos matemáticos de distribución ideales de la luminosidad del

cielo, siendo las más comunes la del cielo uniforme, cielo cubierto y cielo

despejado.

El modelo más utilizado es el cielo cubierto porque en dichas

condiciones se suele estimar la luminosidad mínima del cielo para

garantizar un cierto nivel de iluminación natural en el interior de los

edificios durante una elevado proporción del tiempo al año.

El modelo de cielo cubierto se caracteriza porque la luminosidad en el

cenit es el triple que en el horizonte. En el modelo de cielo despejado

predomina la componente solar directa, con más del 80% de la

luminosidad total del cielo, mientras que la componente solar difusa se

concentra en torno al sol y a un sector opuesto del hemisferio celeste.

GRAFICO N° 6: TIPOS DE CIELO SEGÚN LA CIE


El principio del diseño lumínico indica trabajar con la condición de cielo

local más desfavorable para las condiciones óptimas de iluminación

interior. Para el caso del Perú el Reglamento Nacional de Edificaciones

C. DESPEJADO C. CUBIERTO C. UNIFORME

18

identifica la iluminancia exterior de acuerdo a la longitud donde se halla

el proyecto según la siguiente tabla:

Tabla N° 1 – ILUMINANCIÓN PROMEDIO EXTERIOR – PERÚ

Zona

Bioclimática

Denominación Iluminación

Exterior

Promedio

1 Desértico

costero

5 500 Lm

2 Desértico 6 000 Lm

3 Interandino

bajo

7 500 Lm

4 Mesoandino 8 500 Lm.

5 Alto Andino 9 000 Lm.

6 Nevado 10 000 Lm.

7 Ceja de montaña 7 500 Lm.

8 Subtropical húmedo 7 500 Lm.

9 Tropical húmedo 7 500 Lm.

Fuente: Reglamento Nacional de Edificaciones - Perú

2.1.2.3. COMODIDAD LUMINOSA:

A) Visión humana:

El ojo humano es un órgano complejo que convierte la luz procedente

del campo visual en un estímulo nervioso que será interpretado por el

cerebro como una sensación que denominamos visión.

B) Factores de la iluminación en la visión:

El ser humano posee tres sistemas a través de los cuales la iluminación

puede influir la forma en que una persona se desempeña en una dada

situación: el sistema circadiano, el sistema visual y el sistema

perceptual; la iluminación sobre la visión es el más evidente y conocido

de los efectos que produce la luz sobre el rendimiento humano es el

19

sistema visual humano procesa en forma eficiente, la imagen que del

mundo exterior forma su sistema óptico sobre la retina.

Según Biber, H (2013), los factores que influyen en la visión son:

Tamaño: en función de la dimensiona de un detalle crítico y la distancia

del ojo al objeto al percibir.

Contraste: diferencia entre claro y oscuro, alrededor del detalle crítico y

en el mismo.

Brillo: depende de la cantidad de luz reflejada en la superficie.

Tiempo: la visión no es instantánea, necesita mayor luz para ser más

rápidamente percibida.

C) Percepción de la luz:

El sistema perceptual actúa una vez que la imagen retiniana ha sido

procesada por el sistema visual. La salida más simple del sistema

perceptual está relacionada con el confort visual. Pero la percepción es

un proceso mucho más sofisticado y complicado que no puede reducirse

a producir un sentimiento de confort visual o de ausencia del mismo. Por

el contrario cada instalación de iluminación proporciona un mensaje que

se interpreta de acuerdo al contexto en el cual ocurre y a la propia

cultura y experiencia previa. Se da en el humor, estado de ánimo, o la

motivación de las personas. La percepción de la luz y la iluminancia se

caracteriza por los siguientes atributos:

- Intensidad de la luz percibida

- Deslumbramiento

- Color de la luz

- Resplandor de la luz diurna

- Sombra

D) Deslumbramiento de la iluminación natural:

Cuando sobre los ojos incide una intensidad luminosa mayor que la

que pueden soportar se produce una situación de incomodidad, que

dificulta la resolución de las imágenes y contribuye a una mayor fatiga

visual. Este fenómeno se denomina deslumbramiento, y proviene

directamente tanto de la luz natural (solar), como artificial, o

20

indirectamente por su reflexión sobre materiales brillantes. Está

determinado por la fuente luminosa y depende de:

El brillo, cuanto mayor sea este, mayor será la molestia y la

interferencia con la visión.

El tamaño, un área muy extensa de luz de bajo brillo puede deslumbrar

tanto como un área pequeña de alto brillo.

La posición. el deslumbramiento disminuye rápidamente a medida que

la fuente de luz se aparta de la línea de visión.

El contraste del brillo. Cuanto mayor es el contraste de brillo entre una

fuente de luz que deslumbre y sus alrededores, mayor será el efecto

del deslumbramiento.

El tiempo, una exposición a la luz puede no ser molesta durante un

período corto de tiempo, pero sí serlo si este se alarga.

E) Deslumbramiento directo o molesto:

Causado principalmente por una luz situada dentro del campo de visión

normal y que incide directamente en el ojo, provocando una excitación

excesiva de unas zonas de la retina en relación con la que recibe el

resto de la superficie retiniana. El deslumbramiento puede resultar:

Incapacitante, reduce el contraste y disminuye la visión. El incremento

de luz es tan fuerte que incapacita para ver otra cosa. La causa es la

dispersión de la luz producida por pequeñas partículas que pueden

estar en el medio ambiente o en los ojos de las personas (cristalinos

envejecidos, opacidades corneales, etc.).

Irreversible, el incremento de luz es tan sumamente fuerte que daña el

ojo (por ejemplo, el producido al mirar a un eclipse).

F) Deslumbramiento indirecto o reflejado:

Es el producido por la reflexión de la luz emitida por una fuente luminosa

sobre una superficie y que incide en el ojo. Puede ser tan incómodo

como el otro. Las superficies brillantes, como muebles metálicos,

tableros pulidos de las mesas, suelos muy pulimentados, etc., suelen ser

fuentes de deslumbramiento reflejado.

El deslumbramiento de «velo» se produce cuando la superficie sobre la

que se trabaja es la superficie sobre la que se refleja la luz. Este es el

21

caso de pantallas de ordenador sobre las que se reflejan las lámparas,

luz de las ventanas, etc.

GRAFICO N° 7: TIPOS DE DESLUMBRAMIENTO

Fuente: Ministerio del Trabajo y asuntos Sociales Barcelona (2005)

2.1.2.4. ARQUITECTURA – ILUMINACIÓN NATURAL:

El objetivo del proyecto de iluminación natural es conseguir un nivel

adecuado nivel de iluminación sobre las superficies de trabajo de un

local, evitando las posibles causas de incomodidad visual como el

deslumbramiento o la falta de uniformidad luminosa.

GRAFICO N° 8 – ACONDICIONAMIENTO LUMÍNICO

Fuente: Arquitectura y Medio Ambiente de Henry Biber Poillevard

22

Los factores que influyen en el nivel de iluminación de iluminación de

cada punto del local dependen de parámetros externos, denominados

como clima luminoso en el exterior de local; de las propiedades

constructivas de las ventanas (transparencias) y de las superficies del

local (reflexión), que se definirán mediante el diseño constructivo y, por

último de la geometría de las ventanas, y del local.

a) La “materia prima” para la iluminación natural será el flujo de luz

procedente del exterior, que en gran parte vendrá definido por las

propiedades del clima luminoso del lugar en cada momento, pero que se

verá modificado por la configuración del entorno, donde el proyectista

puede tener cierta capacidad de decisión

b) Los “medios” utilizados para conducir la luz hacia el interior del local serán

los huecos de iluminación que genéricamente se denominan “ventanas”

aunque tengan diferentes inclinaciones o configuraciones y las

propiedades reflectoras de las superficies interiores. También habrá que

considerar todos los mecanismos de protección solar y regulación de la

luminosidad u oscurecimiento, incluidos los dispositivos para reflejar o

dirigir el flujo luminoso.

c) Los “receptores” de la luz serán las distintas superficies del local, según

su posición respecto a la ventana y a la geometría del local.

A) Criterios de Iluminación Natural:

El requisito fundamental del proyecto de iluminación es que todas las

habitaciones sean exteriores; con el fin de tener acceso a una fuente de

iluminación natural. Lo habitual es que los locales dispongan de fachadas

en comunicación directa con espacios públicos exteriores o con espacios

libres interiores del terreno, en los que se pueden considerar una amplia

variedad de tipologías de patios, Una opción es la apertura de huecos en

la cubierta para permitir la iluminación cenital.

Otro criterio importante es que desde los diferentes puntos de la

habitación se pueda ver un sector del cielo a través de las ventanas, en

función de la luz recta y de la altura de los obstáculos visuales. Para

comprobar esta condición será necesario considerar que el nivel de

23

iluminación resultante sobre cada superficie del local, dependerá, además

de la del flujo de luz que llegue a la ventana, del tamaño y posición de la

misma y de la distancia o posición relativa de la superficie respecto al

hueco.

GRAFICO N° 9 – CRITERIOS DE ILUMINACIÓN


Existen normativas de habitabilidad que regulan las condiciones mínimas

de salubridad en edificios, entre las cuales se encuentra el derecho a una

iluminación adecuada. En el Perú los aspectos relacionados a la

iluminación natural están especificados en el Reglamento Nacional de

Edificaciones.

B) Iluminación Natural de Locales:

En ICARO (2006) se especifica que la cantidad de luz que llega a cada

punto del local dependerá del diseño espacial, ya que su geometría

determinará la distribución del flujo de luz que penetre por la ventana. El

parámetro más utilizado es el Factor de Luz Natural (FIN) definida como

la relación entre el nivel de iluminación interior (Ei) en luxes y el nivel de

iluminación de iluminación exterior (Ee) que pueda existir en una cubierta

horizontal con el cielo cubierto, lo cual permite su estimación en cada

momento, según la relación.

Las variables geométricas fundamentales que determinan los niveles

relativos de iluminación o mapa de iluminancias, son el tamaño del local, y

el tamaño y la altura de la ventana, tal como se describe a continuación:

El fondo del local (F) respecto a la ventana.

Ei= Ee x FIN /100 (%)

24

El ancho del local (A).

La altura del local (h).

El ancho de la ventana (w)

El alto de la ventana (H)

La altura de la ventana desde el suelo hasta la base (B), o hasta el dintel

(D).

GRAFICO N° 10 – ILUMINACIÓN DE LOCALES

Fuente: Manual de Iluminación- ICARO (2006).

C) Cantidad de luz:

Un primer criterio de diseño es garantizar que penetre la suficiente

cantidad de luz. El nivel medio de iluminación (Em) del local depende del

área de la ventana (WxH), ya que el flujo de luz que penetra en el local

(lúmenes) depende del nivel de iluminación sobre el exterior de la ventana

(luxes) y de su superficie (WxH).

La iluminación media interior también depende del área total de las

superficies del local, donde se distribuye todo el flujo de luz que penetra.

En la práctica se puede realizar una rápida estimación del nivel medio de

iluminación mediante la proporción área de ventana/área de suelo.

Se puede afirmar que cuando se incrementa el tamaño de la ventana

también aumentará el nivel medio de iluminación de forma proporcional,

siempre que la ventana sea realmente pequeña.

D) Uniformidad de la luz:

Uniformidad de iluminación, así como un balance más óptimo de

luminancias que evitan zonas de deslumbramiento, lo cual favorece a un

mayor nivel de iluminación. Según, ICARO (2006). Es evidente que los

25

lugares próximos a las ventanas tendrán una mayor iluminación natural

que los más alejados.

Será otro criterio fundamental del diseño conseguir una elevada

uniformidad en la distribución de la luz natural, tanto para garantizar que

los puntos más alejados de la ventana tengan el suficiente nivel de

iluminación, como para evitar un excesivo contraste con las zonas mucho

más iluminadas próximas a las ventanas, lo que obligaría a los ocupantes

a tener que adaptar continuamente sus ojos a los diferentes brillos, que

por otra parte pueden llegar a causar deslumbramiento.

El factor crítico de la uniformidad es la distancia a la ventana y la altura de

ésta sobre el suelo o el plano de trabajo.

Un valor de referencia sería que la distancia del fondo de un local (F) no

debería ser mayor del doble de la altura del dintel (D), es decir: F < 2 D.

En general, en habitaciones iluminadas desde espacios exteriores

urbanos se debería limitar el fondo útil entre 1.5 y 2 veces la altura del

dintel (F < 1.5 a 2 D), pudiendo alcanzar F < 2.5 D cuando no existan

obstáculos visuales exteriores. Esto significa que en edificios

convencionales con alturas de planta de h = 2.8 m y alturas de dintel D =

2.5 m, el fondo útil recomendable serían unos 3.7 m, y sería tolerable

hasta los 5 m, pudiendo prolongarse hasta 6.3 m como máximo cuando

se disponga de una amplia visión de cielo.

GRAFICO N° 11 – UNIFORMIDAD DE LA ILUMINACIÓN


26

E) Distribución de huecos de luz:

Existen numerosas alternativas de distribución de ventanas o claraboyas

para la iluminación natural de los locales, en función de la posición, altura

y número de huecos.

Ventanas en fachada: suelen ser la solución convencional y produce una

elevada iluminación bajo el hueco y una rápida disminución de

luminosidad hacia el fondo del local. Se recomienda limitar el fondo útil (F)

entre 1.5 y 2 veces la altura del dintel (D).

Fachadas en esquina; con la misma superficie de ventana distribuida en

dos paredes adyacentes se mejora la uniformidad del nivel de iluminación

y el modelado de los objetos, aumentando bastante la calidad de la

iluminación sin necesidad de aumentar la superficie de la ventana. Sin

embargo el fondo útil solo aumenta moderadamente. F< 2 a 2.5 D.

Fachadas opuestas: son un caso de mejora de la calidad de la iluminación

similar a a la anterior, solo que aquí el fondo se puede llegar a duplicarse

al sumarse en planta la proyección de luz de las dos ventanas opuestas,

considerándolas respectivas alturas del dintel: F < 2 a 2.5 (D + D´).

Ventanas altas: el aumento de la altura de la ventana permite que la luz

penetre a mayor profundidad, aumentando la uniformidad y el nivel

luminoso al fondo del local sin necesidad de aumentar la superficie del

hueco.

Claraboyas en cubierta: Son una solución muy importante en plantas bajo

cubierta, si se controla o tolera la componente solar directa, por las

oscilaciones bruscas del nivel de iluminación y el riesgo de

sobrecalentamiento. Existe un elevado rendimiento por superficie

acristalada, entre el 200% a más del 400% de la misma superficie de

ventana vertical.

Una solución muy interesante son las cubiertas en forma de “diente de

sierra”, que pueden suprimir la radiación solar directa cuando se orientan

al norte, aunque las pueden aprovechar indirectamente como radiación

reflejada. Su proyección luminosa es asimétrica, del orden de R= 1h + 2.5

h.

27

GRAFICO N° 12 – DISTRIBUCIÓN DE HUECOS DE LUZ


F) Iluminación en colegios.

1) Iluminación en una sala de clases

Los ambientes de aprendizaje y especialmente las escuelas siempre han

sido de gran interés para los arquitectos, principalmente porque a través de

su diseño los espacios pueden influir de manera directa en múltiples

sentidos, más allá de la educación del infante, sino también en su

formación personal, desarrollo físico y mental, los cuales repercutirá en su

futuro. Como aspecto externo al ocupante, la iluminación natural puede

favorecer en el “ahorro energético” del edificio, ya que en la mayoría de la

ocasiones, las escuelas de niveles básicos, son utilizadas en horarios

diurnos, en los cuales la abundancia de luz puede ser usada para cubrir en

su totalidad la demanda energética para la iluminación de los espacios,

puesto acorde al documento mencionado, en Latinoamérica las luces

artificiales representan el mayor consumo de energía eléctrica, donde por

ejemplo en el Perú , cerca del 60% del consumo energético es atribuible a

la iluminación. Por lo que la iluminación natural debe ser prioritaria,

cuidando aspectos negativos como el deslumbramiento o

sobrecalentamiento, para que la luz artificial solo sea un complemento de la

iluminación natural, en caso de requerirse. También influye dependiendo si

tiene unos sistemas de iluminación cenital proyectados en base a las

28

condiciones naturales de cada sitio, la cual complementa la iluminación

lateral, logrando índices de cantidad y uniformidad superiores en relación

con los planteles mediante la posibilidad de generar condiciones lumínicas

favorables que les permita realizar sus actividades visuales de forma

adecuada, tanto para evitar el desgaste fisiológico del sistema visual, así

como para ayudar a incrementar su rendimiento académico. Según Riber,

J. (2010) La sala de clases es el espacio más considerado en los

establecimientos educacionales. La superficie en planta de salas típicas va

desde 61 a 83 m2 o más. La iluminación natural es frecuentemente la

primera consideración. Algunas salas de clases no tienen ventanas o

tienen una ventana pequeña en una esquina. Más típico, las ventanas de

las salas de clases alcanzan casi al cielo con medidas desde 760 a

910mm. Las ventanas son casi siempre perpendiculares a la línea usual de

vista entre alumnos y profesor; no obstante es esencial el buen control de

la luz natural.

La iluminancia recomendada para salas de clases depende de la actividad

que es desarrollada en el lugar. En la mayoría de las salas de clases las

actividades típicas son escribir, leer material bien impreso, y leer desde el

pizarrón.

Las ventanas juegan un papel tan importante en las salas de clases que

hay invariablemente un potente ahorro de energía debido a la luz

eléctrica.

Ubicación y tipos de Luminarias: Una vez que la iluminancia deseada ha

sido determinada, otros factores, tales como encandilamiento directo o

reflejado, sombras, y color deben ser considerados en la selección de la

iluminación artificial.

Además, la iluminación para las salas debe seleccionarse e instalarse en

atención a los siguientes factores:

Posición y orientación de los escritorios (esto puede no ser predecible)

Ubicación del pizarrón

Ubicación y proximidad de ventanas

Altura del techo

Característica fotométrica de las luces

29

Flexibilidad del espacio para otras funciones o tareas

Iluminación para presentaciones audiovisuales: Televisión, video,

transparencias y diapositivas son usadas en salas de clases. Para una

visión efectiva es necesario reducir o apagar las luces; cortinas o

persianas son usualmente una Buena manera. La sala no debería estar

completamente oscura ya que los alumnos probablemente deberán tomar

notas durante una presentación.

A continuación se listará la normativa existente de algunos países

desarrollados, y luego en una tabla se describen los valores de

Iluminancia necesario o mínimos exigidos por cada una de ellas, a modo

de comparación con la chilena. (IESNA, 2000)

2) Parámetros lumínicos en aulas de clase

La capacidad de aprendizaje de los estudiantes y el rendimiento, tales

como la capacidad de concentración durante las clases, no sólo

depende de las características individuales, tales como la motivación,

condiciones psicológicas, inteligencia, etc., sino también en varios otros

factores externos que afectan no sólo al alumno, sino el ambiente

general de la escuela. Según Robles, L. (2014), el confort visual es una

de las principales características que contribuyen a la creación de un

ambiente educativo adecuado.

Dado que las actividades visuales como la lectura y la escritura son

muy importantes durante la fase educativa, es esencial para crear

condiciones visuales confortables en edificios escolares que

contribuyan a estas actividades. Para lo cual se tomaron algunas de las

recomendaciones métricas de la IESNA para los distintos parámetros

del confort visual en aulas de clase. Siendo

- Iluminancia y distribución (uniformidad)

- Luminancia

- Deslumbramiento (reflejado y directo)

30

TABLA N° 2 – CATEGORIA DE ILUMINACIÓN RECOMENDADAS

Fuente: Robles, L. (2014)

3) Parámetros de luminancia

Según Robles, L. (2014), la luminancia de cualquier superficie que

se vea directamente, no debe ser mayor que cinco veces la luminancia

de la tarea. Ninguna área extensa, independientemente de su posición

en la habitación, debe tener menos de un tercio de la luminancia de la

tarea.

La luminancia de las superficies inmediatamente adyacentes a la

tarea visual es más crítico en términos de comodidad visual y el

rendimiento que el de las superficies más remotas de la envolvente

visual. Superficies tales como las tapas del escritorio que son

inmediatamente adyacentes a la tarea visual no deben exceder la

luminancia de la tarea, pero deberían tener al menos un tercio de la

luminancia de la tarea. La diferencia en luminancia entre las superficies

31

adyacentes de la envolvente visual debe mantenerse tan bajo como

sea posible. (IESNA, 2000: Cap. 12, Luminancia Ratios)

4) Calidad de la iluminación:

La calidad de la iluminación es mucho más que solo proveer de una

apropiada cantidad de luz. Otros factores que son potenciales

contribuidores para la calidad de la iluminación incluyen (uniformidad

de iluminancia, distribución de luminancia, características del color de

la luz y el deslumbramiento)

Según Boyce (2003), Veitch (2004), citado por Robles, L. (2014) Hay

muchos factores físicos y fisiológicos que pueden influir en la

percepción de la calidad de la iluminación. Calidad de iluminación no se

puede expresar simplemente en términos de medidas fotométricas ni

puede haber una receta única de aplicación universal para la

iluminación de buena calidad de la luz puede ser juzgado de acuerdo

con el nivel de rendimiento visual necesarios para nuestras actividades.

Este es el aspecto visual. También se puede evaluar sobre la base de

lo agradable del entorno visual y su adaptación al tipo de habitación y

de la actividad.

5) Iluminancia:

La iluminancia en las zonas circundantes inmediatas a donde se realiza

la actividad, debe proporcionar una cierta distribución para que haya un

“equilibrio” en el campo visual, ya que las grandes variaciones de

luminancia alrededor del área de trabajo pueden dar paso a condiciones

de tensión o molestia visual.

6) Nivel de iluminancia o cantidad de iluminación:

El nivel de iluminancia representa la “cantidad” de luz natural, que en la

práctica esta puede ser derivada del flujo luminoso (lumen) total que

incide sobre la superficie dividido por el área total de la misma (lux). O

bien de forma alternativa estas se pueden medir con un promedio de

iluminancias que inciden en un número de puntos de medición sobre la

superficie de trabajo, llamado “iluminancia media”. Para ello se debe

tener en cuenta los siguientes aspectos: Tipo de tarea visual, la duración

32

de la actividad, Las condiciones ambientales y las condiciones del

espacio.

7) Luminancia.

Ya que la luminancia que no es sino la energía luminosa emitida o

reflejada en dirección al ojo de un observador (medida en cd /m2)

8) Nivel de luminancia (cantidad de iluminación), La Luminancia

describe la luz reflejada de una superficie y está directamente

relacionada con la percepción de "brillo" de una superficie en una

dirección dada. Es no sólo depende de la iluminancia en un objeto y sus

propiedades de reflexión, pero también de su área proyectada en un

plano perpendicular al plano de vista. Así luminancia es lo que vemos,

no la iluminancia. Sin embargo, el brillo percibido de objetos depende,

aparte de su luminancia, también en el estado de adaptación del ojo. La

luminancia se mide en lumen por metro cuadrado por estereorradián 6 o

en candelas por metro cuadrado (cd / m2).

Un aspecto importante en el diseño de un espacio es el control sobre los

brillos que tengan las superficies que lo conforman, ya sean muros,

techos, pisos etc., ya que se debe evitar que estas generen contrastes

muy elevados, así como contrastes muy bajos.

2.1.2.5. EL CONFORT LUMÍNICO

A) Confort.

La concepción clásica del confort se asocia a características

objetivas de un espacio determinado, parámetros que puedan

analizarse de forma independiente del usuario y objeto directo del

diseño ambiental.

Algunos de estos parámetros son específicos para cada sentido

(térmico, acústico y lumínico) y permiten ser calculados con

unidades físicas (grado centígrado, decibelios y lux).

La palabra confort se refiere, en términos generales, a un estado

ideal del hombre que supone una situación de bienestar, salud y

comodidad en la cual no existe en el ambiente ninguna distracción o

molestia que perturbe física o mentalmente a los usuarios.

33

a) Definición del confort lumínico

El confort lumínico se refiere a la percepción de la luz a través del

sentido de la vista. Se hace notar que el confort lumínico difiere del

confort visual, ya que el primero se refiere de manera preponderante

a los aspectos físicos, fisiológicos y psicológicos relacionados con la

luz, mientras que el segundo principalmente a los aspectos

psicológicos relacionados con la percepción espacial y de los objetos

que rodean al individuo

Suele asumirse que si se provee una cantidad suficiente de luz,

según algunas normas, se puede desarrollar cualquier tipo de

trabajo; sin embargo es necesario considerar la calidad de la luz

además de la simple cantidad. La calidad se relaciona con las

características de iluminación que facilitan la visión. Normalmente

todas estas características están interrelacionadas,

Para TAREB, (2004), el confort lumínico se refiere a la capacidad de

realizar actividades con un grado adecuado de luz, donde el ojo

humano no presente un agotamiento por exceso o falta de

iluminación. La evaluación del confort lumínico debe hacerse por

medio de la comprobación de la Iluminancia, que representa la

densidad del flujo luminoso que tiene incidencia sobre una

superficie, donde la unidad de medida de esta es el lux (lx), por lo

tanto si se desea tener conocimiento de la incidencia de la luz

natural dentro de un espacio interior, es importante conocer el

Coeficiente del factor de luz diurna corregido (FLDc), que

corresponde a la relación en porcentaje entre la Iluminancia

Promedio Interior (Eint) producida por la luz natural en el plano de

trabajo y la Iluminancia Promedio en el Exterior (Eext) determinada

en el mismo instante en un cielo uniformemente y sin obstrucciones.

De esta forma se puede conocer la cantidad de luz natural que

puede ingresar en determinado momento en una zona específica del

interior de una edificación, a manera de conocer las carencias y

excesos de iluminación que deben ser suplidos o potenciados.

34

Según Días, A. (2013), el confort lumínico se refiere a la capacidad

de realizar actividades con un grado adecuado de luz, donde el ojo

humano no presente un agotamiento por exceso o falta de

iluminación. La evaluación del confort lumínico debe hacerse por

medio de la comprobación de la Iluminancia (E), que representa la

densidad del flujo luminoso que tiene incidencia sobre una

superficie, donde la unidad de medida de esta es el lux (lx).

(RETILAP) La iluminancia puede referirse tanto a la luz natural como

a la artificial, y por lo tanto si se desea tener conocimiento de la

incidencia de la luz natural dentro de un espacio interior, es

importante conocer el Coeficiente de Luz Diurna (CLD), que

corresponde a la “relación en porcentaje entre la Iluminancia

Promedio Interior (Eint) producida por la luz natural en el plano de

trabajo y la Iluminancia Promedio en el Exterior (Eext) determinada

en el mismo instante en un cielo uniformemente nublado y sin

obstrucciones” (RETILAP) De esta forma se puede conocer la

cantidad de luz natural que puede ingresar en determinado momento

en una zona específica del interior de una edificación, a manera de

conocer las carencias y excesos de iluminación que deben ser

suplidos o potenciados. Todas las anteriores valoraciones van a

depender de los materiales envolventes de la habitación evaluada, y

por lo tanto es de suma importancia las características de opacidad y

translucidez de un material, que determinan la capacidad que puede

poseer un elemento de transmitir o rechazar los rayos visibles o

invisibles de la luz.

B) Factores que determinan el confort lumínico

a) Iluminación interior:

Factor de luz día corregida

Factor de luz día directo

Coeficiente de reflexión interna

Factor de reducción

b) Rangos de iluminación natural:

35

Es el nivel de iluminancia o cantidad de iluminación de luz natural,

que en la práctica esta incide sobre la superficie dividido por el área

total de la misma (lux). O bien de forma alternativa estas se pueden

medir con un promedio de iluminancias que inciden en un número de

puntos de medición sobre la superficie de trabajo, llamado

“iluminancia media”. Para ello se debe tener en cuenta los siguientes

aspectos: Tipo de tarea visual, la duración de la actividad, Las

condiciones ambientales y las condiciones del espacio.

TABLA N° 3- NIVELES DE ILUMINACIÓN- ACTIVIDADES

(NORMA 025-STPS-1999)

Fuente: Pattini, A. (2004)

Gutiérrez, M. (2002), menciona, que en particular, las aulas de los

centros educativos, se debe considerar el siguiente rango:

400 (lx) como el mínimo reglamentario

600 (lx) mínimo deseable

900 lx para el área del pizarrón.

Pattini, A. (2004) ha realizado un trabajo de recopilación sobre los

rangos de iluminación que deberían tener los locales de acuerdo a

las actividades que se desarrollan en ellas. Los datos fueron

tomados de fuentes nacionales, manuales de iluminación, y material

publicado. Las actividades principales en los tipos de edificios

incluyen, oficinas, aulas, hospitales y tareas visuales en industrias.

La mayoría de los valores son representados en forma de

iluminancia horizontal, algunas fuentes presentan rangos para

algunas actividades.

36

Las recomendaciones de niveles de iluminación tienden a ser más

específicas con el tiempo. Algunos países registran valores muy

detallados para algunas aplicaciones y generales para otras.( por

ejemplo Japón, especifica 40 rangos diferentes para comercios y

solo cuatro para escuelas).

Los países varían considerablemente en la frecuencia con que ellos

revisan sus recomendaciones. Por un período de más que cuatro

décadas (1948-1990), Suecia no cambio sus niveles de iluminación

recomendados, para la iluminación genera en oficinas, mientras que

Alemania la cambió seis veces. Bélgica no cambió sus

recomendaciones entre 1964 y 1992. En

Finlandia, la primera recomendación no fue publicada hasta 1971, y

en Argentina hasta 1972.

TABLA N°4- Niveles recomendados de iluminancia horizontal

(lux)

Fuente: Pattini, A. (2004)

37

TABLA N° 5 - Rangos de iluminación

Fuente: Debele, C. (2002)

TABLA N° 6- Educación - Rangos de iluminación,

Ambiente Iluminación (lux)

Aulas 250

Talleres 300

Circulación 100

Servicios higiénicos 75

Fuente: Reglamento Nacional de Edificaciones.

TABLA N° 7- ILUMINACIÓN DE ESTABLECIMIENTO EDUCATIVOS

Fuente: UNE norma une- en124641

38

C) Indicadores de desempeño lumínico.

Márquez, T. (2012) El indicador de iluminación natural más utilizado

es el Daylight Factor (DF): Describe la relación de iluminancia en un

punto particular dentro de un espacio y la iluminancia exterior para las

mismas condiciones del cielo.

DF = 100 * Ein / Eext

< 2 % poca iluminación

2% - 5% iluminado en rango optimo

>5% altamente iluminado

Herramientas de cálculo:

- Ecotect

- Radiance

- Daysim

GRAFICO N° 13 – Cálculo de Iluminación natural

FUENTE: Márquez, T. (2012)

D) Método de cálculo para obtener confort lumínico:

Existen diferentes métodos para calcular el confort lumínico de una

edificación. Para el efecto utilizaremos el desarrollado por la Norma E

110 del Reglamento Nacional de Edificaciones, por considerarla

pertinente, al ser la norma que rige todo el sistema de la edificación

en el Perú.

NORMA EM110 – RNE: METODOLOGÍA DE CÁLCULO PARA

OBTENER CONFORT LUMÍNICO

39

El reglamento nacional de edificaciones en el Perú, según la normas

legal EM. 110 Confort térmico y lumínico con eficiencia energética,

deberá aplicar el procedimiento de cálculo que se desarrollan en el

anexo N° 6.

La metodología de cálculo permite hallar el área mínima de la ventana

necesaria para cumplir con una determinada iluminación interior (Eint),

la cual no deberá sobrepasar los valores recomendados por el

Reglamento Nacional de Edificaciones (RNE) en función de la

actividad y del ambiente, de acuerdo a la tabla N° 19.

TABLA N° 8- ILUMINACIÓN MÍNIMA POR AMBIENTES.

FUENTE: Reglamento Nacional De Edificaciones

Fuente: RNE – norma EM110

40

Paso 1: Se aplica la fórmula:

Dónde:

Eint = Iluminancia interior

FLDc= Factor de Luz Diurna Corregido

Eext = Iluminancia exterior

Paso 2: Se identifica la iluminancia exterior (Eext) de acuerdo a la

longitud donde se halla el proyecto según la siguiente tabla:

TABLA N° 9- ILUMINACIÓN EXTERIOR PROMEDIO

Fuente: RNE

Paso3:

a) Cálculo de Factor de Luz Diurna Corregido (FLDc):

Es la corrección de la iluminación de luz natural medida en un punto

situado en un año determinado, debida a la luz recibida directa o

indirectamente desde un cielo de supuesta o conocida distribución de

iluminación.

Dónde:

FLDd = Factor de Luz de Día Directo

CRI = Coeficiente de Reflexión Interna

FR = Factor de Reducción

b) Cálculo de Factor de Luz Día Directo (FLDd): Este cálculo considera

dos posibles condiciones: Cielo cubierto uniforme (CCU) y cielo

Eint = Eext x FLDc

FLDc (%) = (FLDd + CRI) x FR

41

cubierto no uniforme (CCNU). El CCU es el típico cielo de Lima. El

CCNU es el típico cielo de la Sierra.

La iluminación exterior dependerá de la distribución de la luminiscencia

en el cielo, el cual podrá tipificarse como cielo cubierto uniforme,

(Principalmente las zonas 1 y 2) y cielo cubierto no uniforme el resto de

zonas.

1. El Factor de Luz de Día Directo para Cielo Cubierto Uniforme

(FLDd (CCU)) se obtiene de la siguiente fórmula:

FLDd (CCU) = (arctaM - R x (arctanN x R)

3.6

Dónde: M = L/D T = H/D R = 1/√(1 + T2)

L= ancho de la ventana

H =altura de la ventana

D =distancia perpendicular al punto P a calcular.

Gráfico N° 14 – Factor de Luz Día Directo (FLDd)

Fuente: RNE

2. El Factor de Luz de Día Directo para Cielo Cubierto No Uniforme

(FLDd (CCNU)) se obtiene de la siguiente fórmula:

FLDd (CCNU) = (3/7) x FLDd (CCU) x (1 + 2senφ)

Dónde: φ Ángulo que forma la bisectriz, medida desde la línea del

horizonte.

42

Gráfico N° 15 – Factor de Luz Día Directo- ángulos

Caso 1: Ángulo φ (para punto a iluminar ubicado a la misma altura del

alfeizar).

Caso 2: Ángulo φ (para punto a iluminar ubicado sobre el alfeizar).

Caso 3: Ángulo φ (para punto a iluminar ubicado bajo el nivel del

alfeizar).

Fuente: RNE

a) Cálculo del Coeficiente de Reflexión Interna (R):

Se halla el área de la ventana (AV). Se halla el área del piso (AP). Se

dividen ambos: AV/AP y se utiliza el porcentaje. La Tabla Nº 20 da los

valores aproximados. Por razones de simplificación de cálculo, el valor

de CRI lo obtendremos directamente del cuadro adjunto. Para ello

43

deberá tener en cuenta las siguientes consideraciones respecto a las

reflejancias. (Para poder establecer el porcentaje a emplear, el método

de elección está especificado en la guía respectiva).

TABLA N° 10 – VALORES APROXIMADO DE “R”

Fuente: RNE

b) Cálculo de Factor de Reducción (FR):

FR = Mantenimiento x Transmitancia x Obstrucciones x Carpintería

Dónde:

El coeficiente de Mantenimiento se puede asumir como 0.8.

44

El coeficiente de Transmitancia dependerá del tipo de vidrio que se

utilice.

El coeficiente de Obstrucciones dependerá del porcentaje de

elementos opacos que posea la ventana.

El coeficiente de Carpintería dependerá del porcentaje de marco que

posea la ventana.

2.1.3 MARCO CONCEPTUAL:

Confort: El confort como todo aquello necesario que nos ayuda a vivir

bien y estar cómodo. Fuente: Agüero, R (2009)

Confort lumínico: Los factores son aquellas características que

corresponden al sujeto o usuario. Son ajenas al ambiente y por tanto

difíciles de valorar. Entre los principales factores están los de tipo

biológico-fisiológicos (edad, sexo, herencia etc.), los sociológicos (moda,

alimentación, cultura, familia etc.) y las de tipo psicológicas, que son

inherentes a la psique propia de cada individuo. El primer parámetro del

confort lumínico es el nivel de iluminación o iluminancia, (unidad: Lux, E)

cuyos valores numéricos van en aumento desde la segunda guerra

mundial debido al requerimiento de las tareas a realizar y también a la

posibilidad actual de poder proporcionar un mayor nivel. Fuente: Agüero,

R (2009)

Dimensionamiento de la luz natural: Los sistemas de cálculo de la luz

natural sirven para conocer la cantidad de luz natural que existen al

interior de un espacio en referencia a la luz exterior, así como la forma en

que se distribuye al interior, teniendo como referencias los niveles de

iluminancias y el deslumbramiento. Por ello los resultados se expresan en

porcentajes respecto a la luz natural exterior, conociéndose como Daylight

Factor (DL) o Factores de iluminación Natural (FIN). Fuente: Agüero, R

(2009)

Autonomía lumínica: Porcentaje del tiempo ocupado del año, cuando el

mínimo nivel de iluminación se puede mantener con luz natural solamente

45

Se puede alcanzar 400 lux 40% del tiempo ocupado con luz natural.

Fuente: Agüero, R (2009)

Iluminación natural en la Arquitectura: El uso de la luz natural es una

alternativa válida para la iluminación de interiores y su aporte es valioso

no sólo en relación a la cantidad sino también a la calidad de la

iluminación. La luz directa del Sol, iluminando superficies normales a ella,

alcanza valores de entre 60,000 y 100,000 lx, muy intensa en general

para ser utilizada directamente pues puede ocasionar deslumbramiento y

aumentos de temperatura. Por estas razones, generalmente se prefiere

excluir completamente la luz solar de los interiores, lo que constituye un

error, pues si bien prácticamente toda la energía proveniente de las

fuentes de luz se convierte finalmente en calor, la proporción de calor

introducida por lúmenes de luz solar directa es menor que en la mayoría

de las fuentes de iluminación eléctrica. Fuente: Preciado, O. (2011)

Luz natural directa: Se llama luz solar directa a la porción de luz natural

que incide en un lugar específico proveniente directamente desde el sol.

La luz solar directa se caracteriza por: su continuo cambio de dirección,

su probabilidad de ocurrencia, la iluminación que produce en una

superficie horizontal no obstruida. Fuente: Preciado, O. (2011)

Luz natural indirecta: La luz solar indirecta es la que llega a un espacio

determinado por reflexión generalmente en muros, pisos o techos. En los

climas soleados, la luz natural indirecta constituye un verdadero aporte a

los sistemas de iluminación natural mediante el uso de superficies

reflectoras que dirigen la luz solar directa por ejemplo al techo,

aumentando la cantidad de luz natural disponible y mejorando su

distribución. Fuente: Preciado, O. (2011)

Luz natural difusa: La luz natural difusa es aquella proveniente de la

bóveda celeste sin considerar el Sol. Para aplicaciones de iluminación

natural de edificios, lo que caracteriza la cantidad de luz natural disponible

es la iluminancia en una superficie horizontal y/o vertical exterior no

obstruida. Fuente: Preciado, O. (2011)

46

Flujo luminoso: Es la capacidad de radiación luminosa valorada por el

ojo humano. Fuente: Domínguez, M (2004)

La intensidad luminosa: Cantidad de flujo luminoso emitido por cada

uno de los rayos que la fuente emite en una determinada dirección.

Fuente: Domínguez, M (2004)

La iluminancia o nivel de iluminación: Flujo luminoso recibido por una

superficie. Fuente: Domínguez, M (2004)

Luminancia: Relación entre la intensidad luminosa y la superficie

aparente vista por el ojo en una dirección determinada. La percepción de

la luz es realmente la percepción de diferencias de luminancias. El área

proyectada es la vista por el observador en la dirección de la observación.

Se calcula multiplicando la superficie real iluminada por el coseno del

ángulo que forma su normal con la dirección de la intensidad luminosa.

Fuente: Domínguez, M (2004)

Cálculo de iluminación interior: Cálculo de los niveles de iluminación de

una instalación de alumbrado de interiores es suficiente con obtener el

valor medio del alumbrado general usando el método de lux. En caso de

que sea necesario conocer los valores de las iluminancias en algunos

puntos concretos con iluminación localizada se recurre al método del

punto por punto. Fuente: Domínguez, M (2004)

Coeficientes de reflexión: Estos valores se encuentran normalmente

tabulados para los diferentes tipos de materiales, superficies y acabado

los coeficientes de reflexión de techo paredes y suelo se encuentran

normalmente tabulados para los diferentes tipos de materiales, superficies

y acabados. Fuente: Domínguez, M (2004)

Nivel de iluminación requerida: Los niveles recomendados para

diversas tareas, representan valores mínimos en el lugar mismo de la

tarea visual, para una total comodidad visual se puede requerir de niveles

superiores. Fuente: Domínguez, M (2004)

47

Cantidad de iluminación: La cantidad de iluminación es el primer

requerimiento para el confort visual de un espacio, el cual debe ser el

necesario para que la agudeza visual del usuario le permita distinguir los

detalles de los objetos en el interior. Fuente: Robles, L. (2014)

Mantenimiento: Actualmente el mantenimiento busca aumentar su vida

útil, servicio y confiabilidad; aparece el mantenimiento preventivo,

predictivo, de oportunidad, de actualización. Efecto de mantener o

mantenerse, cuidar su permanencia. Correctivo, preventivo Conjunto de

operaciones y cuidados necesarios para que las instalaciones puedan

seguir funcionando adecuadamente. Fuente: Domínguez, M (2004)

Ergonomía ambiental: Esta encarga del estudio de las condiciones

físicas que rodean al ser humano y que influyen en su desempeño al

realizar diversas actividades, tales como el ambiente térmico, nivel de

ruido, nivel de iluminación y vibraciones. La aplicación de los

conocimientos de la ergonomía ambiental ayuda al diseño y evaluación de

puestos y estaciones de trabajo, con el fin de incrementar el desempeño,

seguridad y confort de quienes laboran en ellos. Fuente: Domínguez, M

(2004)

Lux: Unidad de medida de iluminancia en el Sistema Internacional (SI).

Un lux es igual a un lumen por metro cuadrado. Fuente: Domínguez, M

(2004)

Plano de trabajo: Es la superficie horizontal, vertical u oblicua, en la cual

el trabajo es usualmente realizado, y cuyos niveles de iluminación deben

ser especificados y medidos. Fuente: Domínguez, M (2004)

Reflectancia de una superficie: Relación entre el flujo radiante o

luminoso reflejado y el flujo incidente sobre una superficie. Se expresa en

porcentaje. Fuente: Domínguez, M (2004)

Tarea visual: Actividad que debe desarrollarse con determinado nivel de

iluminación. Fuente: Domínguez, M (2004)

48

Deslumbramiento: Controlar el deslumbramiento de la luz natural es

especialmente importante por su alta intensidad. Fuente: Boris V.

Lucernarios: La iluminación por claraboyas planas ofrece unas

excelentes características de uniformidad, si bien es necesario introducir

mecanismo de protección de la radicación solar directa y utilizar vidrios

que limiten la ganancia por radiación directa.

Lucernarios de diente de cierra orientados al norte y protegidos de la

radiación baja del amanecer y del final del día, Iluminación uniforme y de

calidad.

Es relevante el uso de deflectores claros en el techo de los lucernarios y

el control de la radiación. Fuente: Boris V.

Obstructores solares: Son elementos superficiales construidos con

materiales opacos a la luz y que pueden acoplarse sobre la abertura de

un componente de paso para cerrarlo totalmente. Normalmente se llaman

postigos o contraventanas y pueden estar situados tanto al exterior como

al interior de cerramiento separador de cristal. Fuente: Ríos, J (2008),

Tipos de cielo: Desde el punto de vista de sus características distintivas,

el cielo puede ser descrito por su distribución de luminancias, lo que

permite su utilización en los cálculos y en el análisis de sus efectos en el

interior de un local. Fuente: TAREB (2004)

Cielo cubierto uniforme: Es el primer modelo utilizado en estudios de

iluminación natural, con luminancia constante en todas las orientaciones y

alturas. En él la relación entre la luminancia media del cielo y la de un

plano horizontal sin ninguna obstrucción. Fuente: TAREB (2004)

Cielo cubierto C.I.E: Es el modelo de cielo cubierto estándar, que resulta

más ajustado a la realidad ya que la luminancia cambia con la altura,

hasta el punto de que en el zénit el cielo se considera tres veces más

claro que en el horizonte. Esta relación se define con la fórmula de Moon-

Spencer: Fuente: TAREB (2004)

49

Cielo claro: Para el caso de cielo claro la mejor estrategia será

considerar sólo la incidencia directa del sol, con intensidad del orden de

100.000 cd/m 2 y la posición que corresponda según la época del año y la

hora Por otra parte consideraremos también como fuentes indirectas, el

resto de la bóveda celeste y las reflexiones en otras superficies del suelo

o de otros elementos exteriores (albedo). Para el caso de la bóveda

celeste con cielo claro la luminancia decrece al alejarnos de la posición

del sol con valores variables entre 2000 y 9000 cd/m 2. Fuente: TAREB

(2004)

Cielo nublado o no uniforme: En el caso de cielo nublado, entre cielo

claro y cielo cubierto, deberemos hacer las hipótesis correspondientes a

una situación entre las consideradas en los casos anteriores. En todo

caso, si se conocen las dos situaciones límites, no es necesario estudiar

este tipo de cielo más allá de conocer su frecuencia para cada época del

año. Fuente: TAREB (2004)

Carpintería: Para efectos de esta norma, considerando que un vano

normalmente se conforma del marco y de la hoja o panel (en caso de

puertas) o de la superficie vidriada, transparente o traslúcida (en caso de

ventanas, mamparas, claraboyas, etc.), se considerará carpintería como

el marco del vano. Existen ventanas que además del marco tienen

bastidores que sujetan los vidrios. Para tales casos, se considerará

carpintería al marco y al bastidor. Fuente: RNE. (2014). Norma EM 110

Coeficiente de transmisión de luz visible (T): Es la fracción de luz

visible que pasa a través del vidrio. Fuente: RNE. (2014). Norma EM 110,

Confort térmico y lumínico con eficiencia energética.

Confort lumínico: Para fines de la presente Norma, se entiende como la

condición mental que se expresa en la satisfacción visual para la

percepción espacial y de los objetos que rodean al individuo. Fuente:

RNE. (2014). Norma EM 110

Factor de luz diurna (FLD): Es la iluminación de luz natural medida en

un punto situado en un plano determinado, debida a la luz recibida directa

50

o indirectamente desde un cielo de supuesta o conocida distribución de

iluminación. Fuente: RNE. (2014). Norma EM 110

Factor de mantenimiento (M): Cociente entre la iluminancia media sobre

el plano de trabajo después de un cierto periodo de uso de una instalación

de alumbrado y la iluminancia media obtenida bajo la misma condición

para la instalación considerada como nueva. Fuente: RNE. (2014). Norma

EM 110

Factor solar (FS): Cociente entre la radiación solar y la incidencia normal

que se introduce en el edificio a través del acristalamiento y la que se

introduciría si el acristalamiento se sustituyese por un hueco

perfectamente transparente. Es adimensional. Fuente: RNE. (2014).

Norma EM 110

Protector solar: Elemento constructivo cuya función principal es regular

la iluminación natural así como la temperatura, por efecto del sol, en el

interior de una edificación. Fuente: RNE. (2014). Norma EM 110

Radiación solar: Energía procedente del sol en forma de ondas

electromagnéticas. Se expresa en Kilovatios hora por metro cuadrado

(kWh/m2). Fuente: RNE. (2014). Norma EM 110

Vano: Abertura, orificio o hueco que se deja usualmente en los muros o

techos para colocar puertas, ventanas o claraboyas. Fuente: RNE. (2014).

Norma EM 110

Zona bioclimática: Clasificación climática que define los parámetros

ambientales de grandes áreas geográficas, necesaria para aplicar

estrategias de diseño bioclimático de una edificación y obtener confort

térmico y lumínico con eficiencia energética. Fuente: RNE. (2014). Norma

EM 110

Métodos que proveen iluminancia relativa (los valores se expresan

en porcentajes): Los métodos de análisis que determinan la iluminancia

relativa, le permiten al diseñador o analista hacer una predicción del

porcentaje de la luz natural exterior que es utilizada para iluminar el

51

interior analizado. La iluminancia relativa es frecuentemente percibida

como una constante que no varía con la hora del día ni con la orientación

de la abertura (factor de luz natural). Fuente: Preciado, O. (2011)

2.2. Operacionalización de variable:

TABLA N° 11 – OPERACIÓN DE VARIABLE

VARIABLE DIMENSIÓN INDCADORES INDICES

Confort

lumínico

Iluminación

interna.

Iluminación

exterior

Tipo de

cielo

Factor de luz

diurna

corregida

Factor de

luz día

directo.

Ancho de

ventana.

Altura de

ventana.

Distancia

perpendicular al

punto “P”.

Coeficient

e de

reflexión

interna.

Área de

ventana.

Área de piso.

Factor de

reducción

.

Coeficiente de

mantenimiento

Coeficiente de

transmitancia.

Coeficiente de

obstrucciones.

Coeficiente de

carpintería.

Fuente: Tabla de la Autora

52

CAPITULO III

METODOLOGÍA DE LA INVESTIGACIÓN

3.1. DISEÑO METODOLÓGICO:

3.1.1. Tipo y Nivel de investigación

De acuerdo con la clasificación que realiza Sergio Carrasco Díaz (Lima

2009), podríamos definir la presente investigación como una investigación

aplicada, porque tiene propósitos prácticos inmediatos bien definidos.

En cuanto al nivel de investigación, la presente propuesta es una

investigación descriptiva, porque responde a la pregunta ¿Qué porcentaje

de las aulas de las escuelas del Barrio de Chorrillos de Huancayo

Metropolitano son confortables desde el punto de vista lumínico, en el

2016?, es decir identifica y cuantifica el objeto de estudio.

3.1.2. Método y Diseño de investigación

La investigación en términos generales se basa en el método científico,

porque es un proceso sistemático de fases y estrategias de acción

El diseño de la investigación corresponde a una investigación no

experimental, pues como lo indica Hernández Sampieri (1991)”…La

investigación no experimental es investigación sistemática y empírica en la

que las variable independientes no se manipulan por que ya han sucedido”.

Dentro de este diseño general, podemos identificar que la investigación es

transeccional descriptiva simple, porque ha de servir para identificar tipo de

emisiones y cuantificarlas.

53

TABLA N° 12 – MÉTODO Y DISEÑO DE LA INVESTIGACIÓN

TIPO DE DISEÑO DISEÑO

GENERAL

DISEÑO

ESPECÍFICO

No experimental Transeccional o

transversal

Descriptivo

FUENTE: Tabla de la Autora.

M: Muestra de elementos (Aulas de los Centros Educativos del Nivel

Primario del Barrio de Chorrillos de Huancayo Metropolitano).

X1: Variable de estudio, Confort lumínico de las aulas de los C.E.

Educación Primaria.

O1: Resultados de la medición de la variable (Iluminación interior natural)

3.1.3. Población y Muestra

a) Población

04 Instituciones de Educación Primaria del Barrio de Chorrillos que tienen

un total de 45 aulas.

b) Muestra

La determinación del tamaño de la muestra se ha efectuado mediante la

fórmula estadística, diseñada en una hoja de cálculo Excel.

Para el efecto hemos considerado los siguientes datos:

N= 45 (Población)

p= 0.8 (Probabilidad de ocurrencia de 80%)

q= 1 – p = 0.20 (20%)

Z= 1.645 (Nivel de Confianza de 90%)

d= 0.10 (Margen de error de 10%)

Ingresando estos datos, la muestra calculada es de:

22 aulas a estudiar

O1 M X1

54

Gráfico N° 16 – Cálculo de la muestra

La selección de la muestra se hará usando un criterio probabilístico

no intencionado, y se distribuirá del siguiente modo:

INSTITUCIÓN EDUCATIVA POBLACIÓN MUESTRA

I.E. SABIDURÍA 9 4

I.E. SAN JUAN 9 4

I.E. VICENTE RASETTO 9 4

I.E. VIRGEN DE GUADALUPE 18 10

TOTAL 45 22

3.2. TÉCNICAS DE INVESTIGACIÓN

3.2.1. Recolección de la información

Para la recopilación de la información necesaria usaremos la técnica de la

observación, cuyo instrumento específico será una ficha de registro de

datos estructurada.

Esta ficha permitirá recopilar información de las características de las

aulas, materia de estudio: es decir su geometría, las ventanas y los

materiales. Para validar el instrumento se recurrirá a la opinión de 02

expertos

3.2.2. Procesamiento y análisis de datos

Para poder realizar el análisis de la variable de estudio, sus indicadores e

índices fue necesario contar con una base de datos que fue realizada en el

90% 0.05 1.645

95% 0.025 1.96

97% 0.015 2.17

99% 0.005 2.576

10.0% 9.0% 8.0% 7.0% 6.0% 5.0% 4.0% 3.0% 2.0% 1.0%

90% 22 25 27 30 33 36 39 41 43 45

95% 26 28 31 33 36 38 40 42 44 45

97% 28 31 33 35 37 39 41 43 44 45

99% 32 34 36 37 39 41 42 43 44 45

Matriz de Tamaños Muestrales para diversos margenes de error y niveles de confianza al

estimar una proporción en poblaciones Finitas

Fórmula Empleada

Escriba aquí el valor p

Escriba aquí el tamaño del universo

P (Probabilidad

de Ocurrencia)0.8

N (Tamaño del

universo)45

d (error máximo de estimación)Nivel de

Confianza

Matriz de Tamaños Muestrales para un universo de 45 con una p de 0.8

Nivel de

Confianza (alfa) 1-alfa/2

z (1-

alfa/2)

55

programa estadístico SPSS V.23, utilizándose como estadístico las

frecuencias con sus respectivos porcentajes.

La presentación de los resultados se hizo calculando en primer término la

iluminación interior con las fórmulas establecidas en la Norma EM 110 del

RNE. Luego estos cálculos fueron comparados con los mínimos

establecidos en la norma, calificándolos si son o no confortables. Hecho

esto se procesó las frecuencias de aulas que están en confort lumínico, en

cada uno de los tres puntos de referencia de las aulas, con los que

pudimos obtener los resultados generales.

A manera de referencia también se hizo el contraste del cálculo de la

iluminación interior de las aulas, con los indicados en la Norma UNE ISO

8995, por considerarla la más apropiada de las normas internacionales,

puesto que esta norma observa un mínimo y un máximo de iluminación

natural para cada tipo de ambiente.

A partir de ello hemos podido establecer las conclusiones y las respectivas

recomendaciones.

56

CAPITULO IV

PRESENTACIÓN DE RESULTADOS

4.1. RESULTADOS SEGÚN LA NORMA EM 110 DEL RNE.

Resultados de Confort Lumínico en las Aulas de las Escuelas de Nivel

Primario del Barrio de Chorrillos de Huancayo Metropolitano en el

2016 según la Norma EM 110 del Reglamento Nacional de

Edificaciones (RNE)

Se establece estadísticas de acuerdo al estudio realizado donde señalan

los porcentajes de resultados del confort lumínico de las Instituciones

Educativas.

1) INSTITUCIÓN EDUCATIVA: SABIDURÍA.

TABLA N° 13: CONFORT LUMINICO EN LOS PUNTOS DE LAS

AULAS DE LA I.E.P SABIDURIA SEGÚN EL “RNE”

AULA

NIVEL DE ILUMINACION Estándar según

el RNE en el

Perú

CONFORT LUMÍNICO

P1 P2 P3 P1 P2 P3

Aula N°1 1788 1438 1291 250 SI SI SI

Aula N°2 1788 1438 1291 250 SI SI SI

Aula N°3 1788 1438 1291 250 SI SI SI

Aula N°4 1788 1438 1291 250 SI SI SI

CONFORTBLE EN % 100% 100% 100%

Fuente: Calculo de la Autora.

57

Grafico 17 – CONFORT LUMINICO EN LOS PUNTOS DE LAS

AULAS DE LA I.E.P SABIDURIA SEGÚN EL “RNE”

En el grafico mostrado de la I.E. Sabiduría, se evidencia tres escalas de

porcentajes con relación al confort lumínico según el estándar del

Reglamento Nacional de Edificaciones en el Perú:

P1 En el punto N°1 ubicado al 1/4 de la distancia de la ventana

es confortable en un 100%





Se evidencia que en la Institución Educativa en los tres puntos de

referencia de las aulas se encuentran confortables lumínicamente a un

100%.

2) INSTITUCIÓN EDUCATIVA: SAN JUAN DE DIOS


AULAS DE LA I.E.P SAN JUAN DE DIOS SEGÚN EL “RNE”

AULA

NIVEL DE

ILUMINACION Estándar según el

RNE en el Perú

CONFORT LUMÍNICO

P1 P2 P3 P1 P2 P3

Fuente: Calculo de la Autora

58

Aula

N°1 266 188 159 250 SI NO NO

Aula

N°2 269 190 163 250 SI NO NO

Aula

N°3 87 72 66 250 NO NO NO

Aula

N°3 87 72 66 250 NO NO NO




AULAS DE LA I.E.P SAN JUAN DE DIOS SEGÚN EL “RNE”


En el grafico mostrado de la I.E. San Juan de Dios, se evidencia tres

escalas distintas de porcentajes con relación al confort lumínico según el

estándar del Reglamento Nacional de Edificaciones en el Perú:

59

P1 En el punto N°1 ubicado al 1/4 de la distancia de la ventana es

confortable en un 50%






referencia de las aulas, en el primer punto se encuentran confortables y

en los dos siguientes no se encuentran confortables lumínicamente.

3) INSTITUCIÓN EDUCATIVA: VICENTE RASETTO


AULAS DE LA I.E.P VICENTE RASETTO SEGÚN EL “RNE”

AULA

NIVEL DE ILUMINACION Estándar

según el

RNE en el

Perú

CONFORT LUMÍNICO

P1 P2 P3 P1 P2 P3

Aula N°1 493 421 393 250 SI SI SI

Aula N°2 1344 1166 1100 250 SI SI SI

Aula N°3 1604 1303 1165 250 SI SI SI

Aula N°4 1604 1303 1165 250 SI SI SI



60


AULAS DE LA I.E.P VICENTE RASETTO SEGÚN EL “RNE”


En el grafico mostrado de la I.E. Vicente Rasetto, se evidencia tres

escalas de porcentajes con relación al confort lumínico según el


P1 El punto N°1 ubicado al 1/4 de la distancia de la ventana es







referencia de las aulas se encuentran confortables lumínicamente a un

100%.

61

4) INSTITUCIÓN EDUCATIVA: VIRGEN DE GUADALUPE


AULAS DE LA I.E VIRGEN DE GUADALUPE SEGÚN EL “RNE”

AULA

NIVEL DE

ILUMINACION

Estándar

según el

RNE en el

Perú

CONFORT LUMÍNICO

P1 P2 P3 P1 P2 P3

Aula N°1 507 392 331 250 SI SI SI

Aula N°2 424 328 277 250 SI SI SI

Aula N°3 363 281 237 250 SI SI NO

Aula N°4 559 433 365 250 SI SI SI

Aula N°5 363 281 237 250 SI SI NO

Aula N°6 363 281 237 250 SI SI NO

Aula N°7 363 281 237 250 SI SI NO

Aula N°8 363 281 237 250 SI SI NO

Aula N°9 363 281 237 250 SI SI NO

Aula N°10 363 281 237 250 SI SI NO



62


AULAS DE LA I.E VIRGEN DE GUADALUPE SEGÚN EL “RNE”


En el grafico mostrado de la I.E. Virgen de Guadalupe, se evidencia tres









Se evidencia que, en la Institución Educativa en los tres puntos de

referencia de las aulas, en el primero y segundo punto se encuentran

confortables y en el tercero no se encuentran confortables

lumínicamente.

63

5) El total de los porcentajes del Confort Lumínico en las Aulas de las

Escuelas de Nivel Primario del Barrio de Chorrillos de Huancayo

Metropolitano en el 2016 según la Norma EM 110 del RNE.

TABLA N° 17: EL TOTAL DEL CONFORT LUMINICO EN LOS PUNTOS

DE LAS AULAS DE LAS ESCUELAS DEL NIVEL PRIMARIO DEL

BARRIO DE CHORRILLOS - HUANCAYO – 2016 SEGÚN EL “RNE”

INSTITUCION

EDUCATIVO Aula

NIVEL DE ILUMINACION

P1 Confort P2 Confort P3 Confort

I.E.P

SABIDURÍA

Aula N°1 1788 SI 1438 SI 1291 SI

Aula N°2 1788 SI 1438 SI 1291 SI

Aula N°3 1788 SI 1438 SI 1291 SI

Aula N°4 1788 SI 1438 SI 1291 SI

I.E.P SAN JUAN

DE DIOS

Aula N°1 266 SI 188 NO 159 NO

Aula N°2 269 SI 190 NO 163 NO

Aula N°3 87 NO 72 NO 66 NO


I.E.P VICENTE

RASETTO

Aula N°1 493 SI 421 SI 393 SI

Aula N°2 1344 SI 1166 SI 1100 SI

Aula N°3 1604 SI 1303 SI 1165 SI

Aula N°4 1604 SI| 1303 SI 1165 SI

I.E VIRGEN DE

GUADALUPE

Aula N°1 507 SI 392 SI 331 SI

Aula N°2 424 SI 328 SI 277 SI

Aula N°3 363 SI 281 SI 237 NO

Aula N°4 559 SI 433 SI 365 SI

Aula N°5 363 SI 281 SI 237 NO

Aula N°6 363 SI 281 SI 237 NO

Aula N°7 363 SI 281 SI 237 NO

Aula N°8 363 SI 281 SI 237 NO

Aula N°9 363 SI 281 SI 237 NO

Aula N°10 363 SI 281 SI 237 NO

% total de

confort 91% 82% 50%


64

TABLA N° 18: CONFORT LUMINICO EN EL PUNTO 1 DE LAS AULAS DE LAS ESCUELAS

DEL NIVEL PRIMARIO DEL BARRIO DE CHORRILLOS - HUANCAYO – 2016 - SEGÚN EL

“RNE”

Frecuencia Porcentaje

NO CONFORTABLE 2 9,1%

CONFORTABLE 20 90,9%

Total 22 100,0%

FUENTE: Calculo de la Autora


DEL NIVEL PRIMARIO DEL BARRIO DE CHORRILLOS - HUANCAYO – 2016 - SEGÚN EL

“RNE”




Total 22a 100,0%


65

TABLA N° 20: CONFORT LUMINICO EN EL PUNTO 3 DE LAS AULAS DE LAS

ESCUELAS DEL NIVEL PRIMARIO DEL BARRIO DE CHORRILLOS - HUANCAYO

– 2016 - SEGÚN EL “RNE”




Total 22 100,0%


66

En el grafico mostrado el total de los porcentajes del Confort Lumínico

en las Aulas de las Escuelas de Nivel Primario del Barrio de Chorrillos de

Huancayo Metropolitano en el 2016 según la Norma EM 110 del RNE en

el Perú:

P1

El total en los puntos N°1 de las escuelas de nivel primario del

barrio de chorrillos , ubicado al 1/4 de la distancia de la ventana


P2




P3




Se evidencia que en las Aulas de las Instituciones Educativas de Nivel

Primario del Barrio de Chorrillos de Huancayo Metropolitano en el 2016

según la Norma EM 110 del RNE en el Perú, se encuentran confortables

según el estándar.

4.2. RESULTADOS SEGÚN LA “UNE” ISO 8995.

A) Resultados de Confort Lumínico en las Aulas de las Escuelas de Nivel

Primario del Barrio de Chorrillos de Huancayo Metropolitano en el

2016 según la Norma Unión Europea (UNE) ISO 8995.

Se establece estadísticas de acuerdo al estudio realizado donde señalan

los porcentajes de resultados del confort lumínico de las Instituciones

Educativas comparando con el estándar mínimo y máximo del confort

lumínico establecido por la UNE.

67

1) INSTITUCIÓN EDUCATIVA: SABIDURÍA


AULAS DE LA I.E.P SABIDURIA SEGÚN LA “UNE”

AULA

NIVEL DE

ILUMINACION Estándar según UNE

CONFORT

LUMÍNICO

P1 P2 P3 P1 P2 P3

Aula N°1 1788 1438 1291 300-750 NO NO NO

Aula N°2 1788 1438 1291 300-750 NO NO NO

Aula N°3 1788 1438 1291 300-750 NO NO NO

Aula N°4 1788 1438 1291 300-750 NO NO NO




AULAS DE LA I.E.P SABIDURIA SEGÚN LA “UNE”


0%

20%

40%

60%

80%

100%

P1 P2 P3

Confort Lumínico

0% 0% 0%

I.E Sabiduria

Confort Lumínico P1



68

En el grafico mostrado de la I.E. Sabiduría, se evidencia tres escalas de

porcentajes con relación al confort lumínico según el estándar de la

Norma de la Unión Europea:








referencia de las aulas no se encuentran confortables lumínicamente

según el estándar lumínico de la Norma de la Unión Europea.

2) INSTITUCIÓN EDUCATIVA: SAN JUAN DE DIOS.


AULAS DE LA I.E.P SAN JUAN DE DIOS SEGÚN LA “UNE”

AULA

NIVEL DE

ILUMINACION Estándar

según UNE

CONFORT LUMÍNICO

P1 P2 P3 P1 P2 P3

Aula N°1 266 188 159 300-750 NO NO NO

Aula N°2 269 190 163 300-750 NO NO NO

Aula N°3 87 72 66 300-750 NO NO NO

Aula N°4 87 72 66 300-750 NO NO NO



69


AULAS DE LA I.E.P SAN JUAN DE DIOS SEGÚN LA “UNE”


En el grafico mostrado de la I.E. San Juan de Dios, se evidencia tres


estándar de la Norma de la Unión Europea:










0%

20%

40%

60%

80%

100%

P1 P2 P3

Confort Lumínico

0% 0% 0%

I.E San Juan de Dios




70

3) INSTITUCIÓN EDUCATIVA: VICENTE RASETTO


AULAS DE LA I.E.P VICENTE RASETTO SEGÚN LA “UNE”

AULA

NIVEL DE


según UNE

CONFORT LUMÍNICO

P1 P2 P3 P1 P2 P3

Aula N°1 493 421 393 300-750 SI SI SI

Aula N°2 1344 1166 1100 300-750 NO NO NO

Aula N°3 1604 1303 1165 300-750 NO NO NO

Aula N°4 1604 1303 1165 300-750 NO NO NO




AULAS DE LA I.E.P VICENTE RASETTO SEGÚN LA “UNE”


0%

20%

40%

60%

80%

100%

P1 P2 P3

Confort Lumínico

25% 25% 25%

I.E Vicente Rasetto




71

En el grafico mostrado de la I.E. Vicente Rasetto, se evidencia tres












4) INSTITUCIÓN EDUCATIVA: VIRGEN DE GUADALUPE.


AULAS DE LA I.E. VIRGEN DE GUADALUPE SEGÚN LA “UNE”

AULA

NIVEL DE


según UNE

CONFORT LUMÍNICO

P1 P2 P3 P1 P2 P3

Aula N°1 507 392 331 300-750 SI SI SI

Aula N°2 424 328 277 300-750 SI SI NO

Aula N°3 363 281 237 300-750 SI NO NO

Aula N°4 559 433 365 300-750 SI SI SI

Aula N°5 363 281 237 300-750 SI NO NO

72

Aula N°6 363 281 237 300-750 SI NO NO

Aula N°7 363 281 237 300-750 SI NO NO

Aula N°8 363 281 237 300-750 SI NO NO

Aula N°9 363 281 237 300-750 SI NO NO

Aula N°10 363 281 237 300-750 SI NO NO




AULAS DE LA I.E. VIRGEN DE GUADALUPE SEGÚN LA “UNE”


En el grafico mostrado de la I.E. Virgen de Guadalupe, se evidencia tres







0%

20%

40%

60%

80%

100%

P1 P2 P3

Confort Lumínico

100%

30%

20%

I.E Virgen de Guadalupe




73






6) El total de los porcentajes del Confort Lumínico en las Aulas de las

Escuelas de Nivel Primario del Barrio de Chorrillos de Huancayo

Metropolitano en el 2016 según la Norma de la UNE.

TABLA N° 25: EL TOTAL DEL CONFORT LUMINICO EN LOS

PUNTOS DE LAS AULAS DE LAS ESCUELAS DEL NIVEL PRIMARIO

DEL BARRIO DE CHORRILLOS - HUANCAYO – 2016 SEGÚN LA

“UNE”

INSTITUCION

EDUCATIVO Aula

NIVEL DE ILUMINACION

P1 Confort P2 Confort P3 Confort

I.E.P SABIDURÍA

Aula N°1 1788 NO 1438 NO 1291 NO

Aula N°2 1788 NO 1438 NO 1291 NO

Aula N°3 1788 NO 1438 NO 1291 NO

Aula N°4 1788 NO 1438 NO 1291 NO

I.E.P SAN JUAN

DE DIOS

Aula N°1 266 NO 188 NO 159 NO

Aula N°2 269 NO 190 NO 163 NO



I.E.P VICENTE

RASETTO

Aula N°1 493 SI 421 SI 393 SI

Aula N°2 1344 NO 1166 NO 1100 NO

Aula N°3 1604 NO 1303 NO 1165 NO

Aula N°4 1604 NO 1303 NO 1165 NO

I.E VIRGEN DE

GUADALUPE

Aula N°1 507 SI 392 SI 331 SI

Aula N°2 424 SI 328 SI 277 NO

Aula N°3 363 SI 281 NO 237 NO

Aula N°4 559 SI 433 SI 365 SI

74

Aula N°5 363 SI 281 NO 237 NO

Aula N°6 363 SI 281 NO 237 NO

Aula N°7 363 SI 281 NO 237 NO

Aula N°8 363 SI 281 NO 237 NO

Aula N°9 363 SI 281 NO 237 NO

Aula N°10 363 SI 281 NO 237 NO

% total de

confort 50% 18% 14%



ESCUELAS DEL NIVEL PRIMARIO DEL BARRIO DE CHORRILLOS - HUANCAYO – 2016

– SEGÚN LA “UNE”




Total 22 100,0%


75


DEL NIVEL PRIMARIO DEL BARRIO DE CHORRILLOS - HUANCAYO - 2016 - SEGÚN LA

“UNE”


NO CONFORTABLE 18a 81,8%

CONFORTABLE 4 18,2%

Total 22 100,0%



ESCUELAS DEL NIVEL PRIMARIO DEL BARRIO DE CHORRILLOS - HUANCAYO -

2016 - SEGÚN LA “UNE”



CONFORTABLE 3 13,6%

Total 22 100,0%


76

En el grafico mostrado el total de los porcentajes del Confort Lumínico

en las Aulas de las Escuelas de Nivel Primario del Barrio de Chorrillos de

Huancayo Metropolitano en el 2016 según la Norma de la Unión

Europea “UNE”

P1

El total en los puntos N°1 de las escuelas de nivel primario

del barrio de chorrillos , ubicado al 1/4 de la distancia de la

ventana es confortable en un 50%

P2




P3




Se evidencia que en las Aulas de las Instituciones Educativas de Nivel

Primario del Barrio de Chorrillos de Huancayo Metropolitano en el 2016

según la Norma de la Unión Europea “UNE”, No se encuentran

confortables según el estándar.

77

CAPITULO V

DISCUSIÓN DE RESULTADOS

La finalidad u objetivo de la tesis es determinar si las aulas de las Instituciones

Educativas de Nivel Primario del Barrio de Chorrillos de Huancayo

Metropolitano en el 2016 son confortables desde el punto de vista lumínico

para el efecto se ha utilizado la metodología de la Norma EM 110 del

Reglamento Nacional de Edificaciones (RNE), dicha metodología basa su

propuesta en calcular la iluminación Interior (Eint) de un ambiente cualquiera y

que implica la identificación y cuantificación de la variable con diferentes datos,

como la Iluminación Exterior(Eext) de acuerdo a la longitud donde se halla el

proyecto, el Factor de Luz Diurna Corregido (FLDc) es el factor que calcula el

Factor de Luz Día Directo (FLDd) que implica la recolección de datos y

procesos trigonométricos donde consideran dos posibles condiciones del cielo

cubierto uniforme (CCU) y el cielo cubierto no uniforme (CCNU) de acuerdo al

tipo de cielo de la zonas bioclimática, el cielo cubierto no uniforme es el tipo de

cielo de la sierra, se consideran también el Coeficiente de Reflexión Interna

(CRI) de acuerdo a la relación entre área de la ventana y área de piso con

factores de reflexión de acuerdo al tipo de material, el Factor de reducción (FR)

es la operación algebraica del (mantenimiento, transmitancia, obstrucciones y

carpintería); para luego comparar la Iluminación interior con un estándar de

iluminación mínima que el Reglamento Nacional de Edificaciones específica

para diferentes ambientes.

Se consideran tres puntos de referencia dentro de las aulas ubicados al ¼ (P1),

½, (P2) y a ¾ (P3) de la distancia de la ventana y los resultados que se

obtuvieron de las Instituciones Educativas de las aulas del nivel primario del

Barrio de Chorrillos de Huancayo Metropolitano según los estándares mínimos

78

de iluminancia del Reglamento Nacional de Edificaciones se encuentran en

altos porcentajes de confort lumínico (91%, 82% y 50%).

Este resultado es aparentemente óptimo, puesto que los mayores puntos de

referencia de las aulas de las escuelas de primarias del Barrio de Chorrillos,

están cumpliendo el mínimo establecido en la norma, sin embargo habría que

considerar que la norma peruana no establece un máximo de iluminación,

puesto que demasiada iluminación produce también distorsiones o molestias

como es el deslumbramiento, hecho que si están establecidos en otras normas

internacionales.

De acuerdo con todos los aspectos considerados para el cálculo de la

iluminación interior de las aulas podemos deducir que, mucho del resultados

obtenido se lo debemos a las características de la iluminación externa, que

para el caso de la zona Mesoandina (que corresponde a Huancayo) tiene en

promedio 8,500 lúmenes, siendo la tercera más altas de todas las zonas del

Perú, al tipo de ventanal (grandes ventanas entre columna y columna) común

casi a todas las aulas, al tipo de vidrio (incoloro semidoble), a la carpintería

(cuyos marcos son de un ancho pequeño) y a la casi ausencia de elementos de

obstrucción (rejas o tapasoles), pequeños voladizos y al color claro de las

aulas.

Comparando los resultados de la presente investigación, con el presentado por

PATTINI, A; KIRSCHBAUM, C. (2007) para el estudio de aulas que se hicieron

en la Ciudad de Mendoza – Argentina, existe una coincidencia, en gran parte,

en cuanto al mínimo, alcanzado (aun cuando ellos toman como referencia 500

luxes y nuestra norma solo considera 250 luxes), pero también presentan la

dificultad de que muchas de la mediciones superan los 1000 luxes,

produciéndose problemas como el resplandor (ingreso directo del sol en las

aulas). Esta comparación nos confirma que las mediciones realizadas han sido

correctas, si consideramos las características del clima lumínico del lugar (cielo

claro) y las propias características de las aulas (orientación, ventanales,

obstrucciones, etc.).

79

Tal como lo señalamos, líneas arriba, una de las preocupaciones planteadas en

la presente investigación fue la limitación que tiene la norma peruana, al

establecer como único parámetro de referencia para calificar si un ambiente es

confortable o no, el mínimo establecido en el cuadro respectivo, cuando la

mayoría de países establece parámetros mínimos y máximos, puesto que un

exceso de iluminación genera también molestias, como es el caso del

deslumbramiento. En éstos términos los resultados de las mediciones

obtenidas, las hemos comparado con lo establecido con la Norma de la Unión

Europea, encontrando como dato interesante que los porcentajes de confort de

las aulas de la Escuelas de Primaria del Barrio De chorrillos – Huancayo,

disminuye considerablemente (50%, 18%, 14%). Cuál es la razón de esta

disminución; en primer lugar a que el estándar mínimo para Europa es mayor a

la establecida para el caso peruano (250 para el Perú y 300 para Europa) y en

segundo lugar al máximo establecido por la norma europea (750 luxes). Gran

parte de las aulas de las escuelas de primaria del Barrio de Chorrillos superan

este máximo, por ello se les considera no confortables, pues un exceso de luz

produce deslumbramiento.

80

CONCLUSIONES

Las aulas de las escuelas del Barrio de Chorrillos de Huancayo Metropolitano

según e RNE, en términos generales las aulas son confortables alcanzando un

promedio de 75% de manera específica en un 91% al ¼ de la distancia de la

ventana, un 82% al 1/2 de distancia de la ventana y un 50% en los puntos más

alejados (3/4 de distancia de la ventana).

Al aplicar la metodología de cálculo del RNE se ha calculado un nivel de

iluminación alta alcanzando en algunos casos 1788 luxes, pero en promedio se

alcanza 645 lux que lo califica como confortable.

Las aulas del nivel primario de barrio de Chorrillos de Huancayo Metropolitano,

cuentan con un rango mínimo de iluminación de 250 lux según lo establecido

en la norma EM110 del RNE para poder medir el confort lumínico; este

estándar esta por muy por debajo de los estándares de otros países como en

Argentina, Brasil, Austria, Bélgica, Francia han establecido estándares mínimos

entre los 300 y 500 luxes. La norma Peruana no establece un rango máximo

(que demasiada luz produce molestia como el deslumbramiento). Por ejemplo,

las normas internacionales establecen máximos que van desde 500 a 750

luxes.

81

RECOMENDACIONES

Dado que gran parte de la disminución de los porcentajes de aulas

confortables, de las aulas evaluadas con la norma peruana en relación a la de

la UNE, se da, no por falta de luz natural, sino por exceso, se recomienda

establecer estrategias de diseño bioclimático que permitan controlar el ingreso

directo de la iluminación natural, pues este exceso de igual manera produce

molestias.

Es necesario desarrollar en las normas Peruana los niveles de iluminación para

determinar un confort lumínico en diferentes espacios lo cual nos lleva a una

mayor reflexión teórica-práctica, en torno a la iluminación natural en las

edificaciones, principalmente en nuestro medio, sugiriendo a la Universidad y

en particular a la Escuela profesional de Arquitectura la implementación del

Laboratorio de Arquitectura Bioclimática. Si bien es cierto existe un curso

teórico sobre iluminación natural, es necesario que se incorpore este tema en

los talleres de diseño.

Se recomienda que, a través de la Escuela de Arquitectura de la UPLA, se

canalice la preocupación de mejorar los alcances de la Norma EM 110 del

R.N.E, reajustando sus estándares y estableciendo rangos mínimos y máximos

para el confort lumínico.

82

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ANEXOS

tesis confort lumínico - karla aliaga atencio

Engineering