El diseño de iluminación arquitectónica es un campo de trabajo o estudio que se ocupa del diseño de sistemas de iluminación dentro del entorno construido, tanto interior como exterior. Puede incluir la manipulación y el diseño tanto de la luz natural como de la luz eléctrica , o ambas, para satisfacer las necesidades humanas. [1] [2]
El diseño de iluminación se basa tanto en la ciencia como en las artes visuales . El objetivo básico de la iluminación dentro del entorno construido es permitir a los ocupantes ver con claridad y sin molestias. [1] El objetivo del diseño de iluminación arquitectónica es equilibrar el arte y la ciencia de la iluminación para crear un ambiente, interés visual y mejorar la experiencia de un espacio o lugar sin dejar de cumplir con los requisitos técnicos y de seguridad. [3] [4] [5]
El propósito del diseño de iluminación arquitectónica es equilibrar las características de la luz dentro de un espacio para optimizar los componentes técnicos, visuales y, más recientemente, no visuales [6] de la ergonomía con respecto a la iluminación de edificios o espacios. [7]
Los requisitos técnicos incluyen la cantidad de luz necesaria para realizar una tarea, la energía consumida por la iluminación dentro del espacio y la distribución relativa y la dirección de viaje de la luz para no causar deslumbramientos ni molestias innecesarias. Los aspectos visuales de la luz son aquellos que tienen que ver con la estética y la narrativa del espacio (por ejemplo, el ambiente de un restaurante, la experiencia de una exposición dentro de un museo, la promoción de productos dentro de un espacio comercial , el refuerzo de la publicidad corporativa). marca) y los aspectos no visuales son aquellos relacionados con la salud y el bienestar humanos. [8]
Como parte del proceso de diseño de iluminación, también es necesario considerar factores culturales y contextuales. Por ejemplo, la iluminación brillante fue una señal de riqueza durante gran parte de la historia china, [9] pero se sabe que las luces brillantes incontroladas son perjudiciales para los insectos, los pájaros y la vista de las estrellas. [10]
La historia de la luz eléctrica está bien documentada [11] y, con los avances en la tecnología de la iluminación, la profesión de la iluminación se desarrolló junto a ella. El desarrollo de lámparas fluorescentes de alta eficiencia y bajo costo condujo a una dependencia de la luz eléctrica y a un enfoque general uniforme de la iluminación, pero la crisis energética de la década de 1970 requirió una mayor consideración del diseño y revitalizó el uso de la luz natural. [12] [13]
La Sociedad de Ingeniería de Iluminación de América del Norte (IESNA) se formó en 1906 y la versión del Reino Unido se estableció en 1909 (ahora conocida como Sociedad de Luz e Iluminación y parte de CIBSE ). La Comisión Internacional de Iluminación (CIE) se estableció en 1913 y se ha convertido en una organización profesional aceptada como representante de la mejor autoridad en el tema de la luz y la iluminación. [14] La Institución de Profesionales de Iluminación se estableció como la Asociación de Ingenieros de Alumbrado Público en 1924. En todo el mundo evolucionaron organizaciones profesionales similares. [15] [16]
Inicialmente, estas organizaciones industriales se centraban principalmente en la ciencia y la ingeniería de la iluminación más que en el diseño estético, [17] pero en 1969 un grupo de diseñadores estableció la Asociación Internacional de Diseñadores de Iluminación (IALD). [18] Otras asociaciones exclusivamente para el diseño de iluminación incluyen la Asociación de Diseñadores de Iluminación Profesional (PLDA) establecida en 1994, la Association de Concepteurs Eclairage (ACE) en Francia establecida en 1995, [19] la Associazione Professionisti dell'Illuminazione (APIL) en Italia establecida en 1998, [20] la Associação Brasileira de Arquitetos de Iluminação en Brasil en 1999 [21] y la Asociación Profesional de Diseñadores de Iluminación en España (APDI) establecida en 2008. [22]
El diseñador de iluminación arquitectónica es una profesión independiente que se combina con las profesiones de arquitectura , diseño de interiores , arquitectura paisajista e ingeniería eléctrica . [23]
Uno de los primeros defensores del diseño de iluminación arquitectónica fue Richard Kelly , quien estableció su práctica en 1935. [24] [25] Kelly desarrolló un enfoque para la iluminación arquitectónica que todavía se utiliza hoy en día, basado en la percepción de tres elementos visuales presentados en un 1952 reunión conjunta del Instituto Americano de Arquitectos , la Sociedad Americana de Diseñadores Industriales (ahora Sociedad de Diseñadores Industriales de América ) y la Sociedad de Ingeniería de Iluminación de América del Norte, en Cleveland . [26]
Si bien muchos diseñadores de iluminación arquitectónica tienen experiencia en ingeniería eléctrica, ingeniería arquitectónica , arquitectura o fabricación de luminarias , varias universidades y escuelas técnicas ahora ofrecen programas de grado específicamente en diseño de iluminación arquitectónica. [27] [28]
El proceso de diseño de iluminación arquitectónica generalmente sigue el plan de trabajo del arquitecto en términos de etapas clave del proyecto: viabilidad, concepto, detalle, documentación de construcción, supervisión del sitio y puesta en servicio. [29] [30]
Después de la etapa de viabilidad, donde se establecen los parámetros del proyecto, la etapa de concepto es cuando se desarrolla el diseño de iluminación en términos de efecto de iluminación, objetivos técnicos de iluminación y estrategia visual general, generalmente utilizando bocetos conceptuales, representaciones o paneles de estado de ánimo . [ cita necesaria ]
La fuente de luz natural o diurna es el sol. [31] La luz solar proporciona la mayor calidad de luz, con una calificación de 100, en el espectro electromagnético . Existen beneficios para la salud física y psicológica que se obtienen al utilizar la luz natural en un espacio. Por ejemplo, puede ayudar a aliviar el trastorno afectivo estacional (TAE), puede proporcionar a las personas la vitamina D necesaria y puede ayudar a regular los ritmos circadianos o los ciclos diarios de luz y oscuridad. Utilizar la luz del día como fuente de iluminación puede eliminar el uso de energía . La iluminación natural también puede provocar el deterioro de materiales y acabados y un mayor uso de energía para enfriar un espacio. La composición arquitectónica de un espacio impacta la iluminación diurna. Se puede utilizar en un espacio a través de ventanas, aberturas del interior, tragaluces y superficies reflectantes. [8]
La iluminación eléctrica o iluminación artificial es un tipo de iluminación arquitectónica que incluye fuentes de luz eléctrica . El objetivo general de la iluminación eléctrica es permitir al usuario del espacio ver en distintos momentos del día, pero especialmente de noche, cuando la luz del día ya no es una posible fuente de luz. La iluminación artificial ayuda a crear o realzar la estética de un espacio. Se pueden implementar varias técnicas cuando se trata de iluminación eléctrica, ya que los usuarios tienen más control sobre la luz. Esto puede incluir atenuar o aumentar el brillo de una lámpara, la difusión de la fuente de luz y el uso de diferentes tonos de lámpara. Las principales fuentes utilizadas para la iluminación eléctrica incluyen lámparas incandescentes , lámparas de estado sólido y lámparas de descarga de gas . [31]
Los accesorios de iluminación vienen en una amplia variedad de estilos para diversas funciones. Las funciones más importantes son las de soporte de la fuente de luz, para proporcionar luz dirigida y evitar deslumbramientos visuales . Algunos son muy sencillos y funcionales, mientras que otros son obras de arte en sí mismos. Se puede utilizar casi cualquier material, siempre que pueda tolerar el exceso de calor y cumpla con los códigos de seguridad.
Una propiedad importante de las luminarias es la eficacia luminosa o eficiencia del enchufe de pared , es decir, la cantidad de luz utilizable que emana de la luminaria por energía utilizada, generalmente medida en lúmenes por vatio . Una luminaria que utiliza fuentes de luz reemplazables también puede tener su eficiencia citada como el porcentaje de luz que pasa de la "bombilla" a los alrededores. Cuanto más transparente sea el dispositivo de iluminación, mayor será su eficacia. Sombrear la luz normalmente disminuirá la eficiencia pero aumentará la direccionalidad y la probabilidad de comodidad visual .
Las lámparas PH son una serie de luminarias diseñadas por el diseñador y escritor danés Poul Henningsen a partir de 1926. [32] La lámpara está diseñada con múltiples pantallas concéntricas para eliminar el deslumbramiento visual, emitiendo solo luz reflejada, oscureciendo la fuente de luz. [33]
Los diseñadores utilizan la idea de capas de iluminación al crear un plan de iluminación para un espacio. Las capas de iluminación incluyen: capa de tarea, capa focal, capa ambiental, capa decorativa y capa de luz natural. Cada capa aporta una función al espacio y, a menudo, trabajan juntas para crear un diseño de iluminación bien compuesto. La capa de tareas es iluminación que tiene el propósito de realizar un determinado trabajo o tarea. Normalmente, en esta capa suele haber necesidad de más luz. Un ejemplo de esto sería el uso de iluminación debajo de los gabinetes en una cocina. La capa focal es cuando la iluminación se utiliza para resaltar una determinada característica de una habitación, como una chimenea. Este tipo de iluminación atrae la atención hacia esa zona determinada. La capa ambiental proporciona iluminación de fondo o general. Esta capa tiene una fuerte influencia en la luminosidad de un espacio. En la capa decorativa, la iluminación se utiliza como adorno del espacio y puede ayudar a desarrollar el estilo. La capa de luz natural utiliza la luz natural o el sol para iluminar un espacio. La técnica de estratificación ayuda a desarrollar la estética y funcionalidad de la iluminación. [8]
Se realizan estudios fotométricos para simular diseños de iluminación para proyectos antes de su construcción o renovación. Esto permite a los arquitectos , diseñadores de iluminación e ingenieros determinar si un diseño de iluminación propuesto proporcionará la cantidad de luz prevista. [34] También podrán determinar la relación de contraste entre las áreas claras y oscuras. En muchos casos, estos estudios se comparan con las prácticas de iluminación recomendadas por IESNA o CIBSE para el tipo de aplicación. Dependiendo del tipo de área, se pueden enfatizar diferentes aspectos del diseño por motivos de seguridad o practicidad (es decir, como mantener niveles de luz uniformes, evitar el deslumbramiento o resaltar ciertas áreas). Para crearlos, a menudo se utiliza una aplicación de diseño de iluminación especializada , que generalmente combina el uso de dibujos CAD digitales bidimensionales y software de simulación de iluminación .
La temperatura de color de las fuentes de luz blanca también afecta su uso para determinadas aplicaciones. La temperatura de color de una fuente de luz blanca es la temperatura en Kelvin de un emisor de cuerpo negro teórico que más se acerca a las características espectrales de la lámpara. Las bombillas incandescentes tienen una temperatura de color de entre 2700 y 3000 kelvin; La luz del día ronda los 6400 Kelvin. Las lámparas con temperaturas de color más bajas tienen relativamente más energía en la parte amarilla y roja del espectro visible, mientras que las temperaturas de color altas corresponden a lámparas con una apariencia más azul-blanca. Para tareas críticas de inspección o combinación de colores, o para exhibiciones minoristas de alimentos y ropa, se seleccionará la temperatura de color de las lámparas para obtener el mejor efecto de iluminación general. El color también se puede utilizar por razones funcionales. Por ejemplo, la luz azul dificulta ver las venas y, por tanto, puede utilizarse para desalentar el consumo de drogas. [35]
La temperatura de color correlacionada (CCT) de una fuente de luz es la temperatura de un radiador de cuerpo negro ideal que irradia luz de un tono comparable al de la fuente de luz. La temperatura de color es una característica de la luz visible que tiene importantes aplicaciones en iluminación , fotografía , videografía , publicaciones , manufactura , astrofísica , horticultura y otros campos. En la práctica, la temperatura de color sólo tiene significado para fuentes de luz que de hecho corresponden en cierta medida a la radiación de algún cuerpo negro (es decir, aquellas que se encuentran en una línea que va del rojo anaranjado al amarillo y más o menos del blanco al blanco azulado); No tiene sentido hablar de la temperatura de color (por ejemplo, una luz verde o violeta). La temperatura de color se expresa convencionalmente en la unidad de temperatura absoluta, el kelvin, que tiene el símbolo de unidad K.
Para iluminar el interior de un edificio, a menudo es importante tener en cuenta la temperatura de color de la iluminación. Por ejemplo, una luz más cálida (es decir, una temperatura de color más baja) se utiliza a menudo en áreas públicas para promover la relajación, mientras que una luz más fría (una temperatura de color más alta) se usa para mejorar la concentración en las oficinas. [38]
La atenuación CCT para la tecnología LED se considera una tarea difícil, ya que los efectos de agrupamiento, edad y deriva de temperatura de los LED cambian la salida del valor de color real. Aquí se utilizan sistemas de bucle de retroalimentación, por ejemplo con sensores de color, para monitorear y controlar activamente la salida de color de múltiples LED de mezcla de colores. [39]
La temperatura de color de la radiación electromagnética emitida por un cuerpo negro ideal se define como su temperatura superficial en Kelvin o, alternativamente, en mireds (kelvin microrecíproco). [40] Esto permite definir un estándar mediante el cual se comparan las fuentes de luz.
Para instalaciones simples, se pueden utilizar cálculos manuales basados en datos tabulares para proporcionar un diseño de iluminación aceptable. Los diseños más críticos u optimizados ahora utilizan de forma rutinaria modelos matemáticos en una computadora.
Según las posiciones y alturas de montaje de las luminarias, y sus características fotométricas, se puede comprobar la uniformidad y cantidad de iluminación del diseño de iluminación propuesto. Para proyectos más grandes o aquellos con planos de planta irregulares, se puede utilizar un software de diseño de iluminación. Se ingresa la ubicación de cada elemento y se puede ingresar la reflectancia de las paredes, el techo y los pisos. Luego, el programa de computadora producirá un conjunto de gráficos de contorno superpuestos al plano del proyecto, que muestran el nivel de luz que se espera en la altura de trabajo. Programas más avanzados pueden incluir el efecto de la luz procedente de ventanas o claraboyas, permitiendo una mayor optimización del coste operativo de la instalación de iluminación. La cantidad de luz natural recibida en un espacio interno normalmente se puede analizar realizando un cálculo del factor de luz natural .
El método de la cavidad zonal se utiliza como base para cálculos manuales, tabulados y por computadora. Este método utiliza los coeficientes de reflectancia de las superficies de la habitación para modelar la contribución a la iluminación útil en el nivel de trabajo de la habitación debido a la luz reflejada desde las paredes y el techo. Los fabricantes de dispositivos suelen proporcionar valores fotométricos simplificados para su uso en este método.
El modelado por computadora de iluminación de inundación exterior generalmente procede directamente de datos fotométricos. La potencia luminosa total de una lámpara se divide en pequeñas regiones angulares sólidas. Cada región se extiende hasta la superficie que se va a iluminar y se calcula el área, dando la potencia luminosa por unidad de área. Cuando se utilizan varias lámparas para iluminar la misma área, se suma la contribución de cada una. Nuevamente, los niveles de luz tabulados (en lux o pies-candela) se pueden presentar como líneas de contorno de valor de iluminación constante, superpuestas en el plano del proyecto. Es posible que solo se requieran cálculos manuales en algunos puntos, pero los cálculos por computadora permiten una mejor estimación de la uniformidad y el nivel de iluminación.
Los diferentes tipos de iluminación eléctrica tienen una eficacia y una temperatura de color muy diferentes: [48]
* La temperatura de color se define como la temperatura de un cuerpo negro que emite un espectro similar; Estos espectros son bastante diferentes de los de los cuerpos negros.
La fuente de luz eléctrica más eficiente es la lámpara de sodio de baja presión. Produce, a todos los efectos prácticos, una luz amarilla monocromática , que proporciona una percepción igualmente monocromática de cualquier escena iluminada. Por este motivo, generalmente se reserva para usos de alumbrado público exterior. Los astrónomos prefieren las luces de sodio de baja presión para el alumbrado público, ya que la contaminación lumínica que generan se puede filtrar fácilmente, a diferencia de los espectros de banda ancha o continuos.
La moderna bombilla incandescente, con un filamento enrollado de tungsteno, se comercializó en la década de 1920 y se desarrolló a partir de la lámpara de filamento de carbono introducida alrededor de 1880. Además de las bombillas para iluminación normal, existe una gama muy amplia, que incluye bombillas de bajo voltaje, Tipos de energía que a menudo se utilizan como componentes de equipos, pero que ahora son en gran medida desplazados por los LED. [ cita necesaria ]
Las lámparas fluorescentes constan de un tubo de vidrio que contiene vapor de mercurio o argón a baja presión. La electricidad que fluye a través del tubo hace que los gases emitan energía ultravioleta. El interior de los tubos está recubierto de fósforos que emiten luz visible cuando son impactados por energía ultravioleta. [49]
Los diodos emisores de luz (LED) se generalizaron como luces indicadoras en los años 1970. Con la invención de los LED de alto rendimiento por Shuji Nakamura , los LED ahora se utilizan como iluminación de estado sólido para aplicaciones de iluminación general. [50]
Inicialmente, debido al costo por lúmenes relativamente alto, la iluminación LED se usaba más para conjuntos de lámparas de menos de 10 W, como linternas . El desarrollo de lámparas de mayor potencia estuvo motivado por programas como el Premio L de EE. UU . [51]
{{cite book}}: Mantenimiento CS1: falta el editor de la ubicación ( enlace )Las luces fluorescentes excitan el vapor de mercurio.