Iluminación natural en arquitectura: Aprende a diseñar edificios con luz del sol

Iluminación natural y luz en arquitectura

Una adecuada iluminación natural ya no es un propósito a cumplir por el proyectista, es una obligación. Eso lo sabía bien el gran arquitecto Oscar Niemeyer en muchas de sus obras y construcciones.

Utilizaba la luz natural en interiores no solo como un medio de ahorro energético, de mejora de la salud del ocupante o habitabilidad del espacio, sino también para crear espacios y formas,  como requisito de expresión y  significado.

«La luz natural es el mejor regalo que podemos dar a un edificio.» – Mies van der Rohe

Por lo que podemos considerar, la luz natural tiene más importancia en la arquitectura de la que la mayoría nos pensamos. Hay muchos secretos que debemos descubrir, y te lo explicamos al detalle. Un prólogo…

Iluminación en arquitectura

El concepto de iluminación arquitectónica como «espacio modelado» debe de ser una de las premisas para el diseño ambiental lumínico de cualquier construcción.

La luminosidad natural tiene efectos beneficiosos en muchos aspectos, pero, además, utilizarla en diseño reduce la dependencia de la iluminación artificial, con el consiguiente ahorro energético.

La siguiente imagen representa a la perfección las emociones que puede transmitir la luz en la arquitectura, una obra del afamado arquitecto Tadao Ando ¡impresionante!

A lo largo de la historia han defendido la iluminación natural de edificios como un complemento indispensable en la arquitectura, interiorismo o la decoración más moderna. Muchos utilizan diferentes técnicas para fortalecer el estilo de diseño interior adoptada en una vivienda.

Existen grandes arquitectos que trabajan con la luz de forma excepcional, como el anterior nombrando, Tadao Ando o desde el afamado Gaudí.

«La arquitectura es la ordenación de la luz; la escultura es el juego de la luz» by Gaudí

Un ejemplo de luminosidad palpable lo podemos ver en este vídeo de la Casa Batllo. Hasta el apodado “el maestro de la luz,” el arquitecto Henning Larsen.

Pero… ¿Qué ventajas aporta la iluminación natural a un espacio?

Por qué es importante la luz natural en la arquitectura 

La luminosidad del sol aporta una serie de valores que son necesarias destacar:

• Diseño sostenible: La iluminación natural reduce la dependencia de la artificial, lo que puede disminuir el consumo de energía y contribuir a un diseño más sostenible y respetuoso con el medio ambiente.
• Bienestar humano: Los rayos del sol puede mejorar el bienestar de los ocupantes de un edificio, ya que está vinculada a la mejora del estado de ánimo, la productividad y la regulación del ritmo circadiano.
• Estética y percepción del espacio: Puede realzar la belleza de un espacio y cambiar la percepción del mismo. Puede crear efectos dramáticos, resaltar texturas y colores, y dar vida a los espacios.
• Ahorro energético: Necesitamos menos iluminación artificial pudiendo reducir las facturas energéticas.
• Conexión con el entorno: Al iluminar naturalmente crea una conexión visual con el exterior, lo que puede mejorar la calidad de vida de los ocupantes y proporcionar una sensación de apertura.
• Calidad del aire y ventilación: Al abrir ventanas para permitir la entrada, también se promueve la ventilación, lo que puede mejorar la calidad del aire en el interior.
• Flexibilidad en el diseño: Puede ser manipulada a través de una variedad de técnicas arquitectónicas (como la orientación del edificio, el uso de tragaluces, ventanas, etc.) para crear diferentes ambientes y efectos.
• Mejora de la visibilidad: Las zonas iluminadas de forma natural son más uniforme y menos contundentes que la artificial, lo que puede mejorar la visibilidad y la comodidad visual.

Queremos realzar dos puntos que nos aparecen importantes en base a dos estudios que se han realizado:

• El estudio de arquitectura mexicano SPACE realizó un estudio de la iluminación natural sobre  la productividad y eficiencia en empresas de cuyos resultados cabe destacar que las personas que trabajan con luz natural son un 20% más rápidas y comenten alrededor de un 15% menos de errores.

• El Grupo VELUX con investigadores de diferentes universidad realizaron el estudio “Daylighting, Artificial Lighting and Non-Visual Effects Study for Residential Buildings”, investigaron las secuelas que se produjeron en la vida real de una familia de cuatro miembros tras renovar su casa instalando ocho ventanas en el tejado para aumentar el alumbrado natural en la vivienda.

Evidentemente, los datos arrojaron un ahorro energético, en este caso entre un 16-20% pero la novedad la encontraron en los efectos que producía en sus habitantes, un incremente estimado en un 55% los beneficios sobre los efectos no visuales de sus habitantes, afectó de forma directa a la calidad de bienestar y el sueño mejorándolos de forma contundente.

🟧 Nota: También podemos ver el artículo de cuáles son las mejores ventanas para casa; PVC o aluminio, de interés para reconocer la necesidad desde dentro de la vivienda.

Tipos de iluminación natural

En concreto, los tipos de luz solar que nos podemos encontrar ante un edificio o cualquier construcción según su origen y características.:

1. Iluminación cenital:

   • Proviene directamente desde el cielo, generalmente a través de elementos como claraboyas, lucernarios o cúpulas.
   • Es especialmente útil en espacios donde las ventanas murales no son viables o suficientes.
2. Iluminación lateral:
   • Se introduce a través de ventanas, puertas o paneles de cristal situados en las paredes de un edificio.
   • La cantidad y calidad dependen de la orientación, el tamaño y el diseño de las aberturas.
3. Iluminación difusa:
   • Es aquella que se dispersa uniformemente en el espacio sin producir sombras marcadas.
   • Se produce en días nublados o mediante técnicas arquitectónicas que difuminan la luz, como vidrios esmerilados o paneles translúcidos.
4. Iluminación dirigida:
   • Proviene de una fuente puntual del cielo, como el sol directo.
   • Produce contrastes y sombras más definidas, y puede requerir sistemas de control para evitar el deslumbramiento.
5. Iluminación reflejada:
   • Es la que llega al interior de un espacio después de haberse reflejado en alguna superficie exterior, como edificios cercanos, pavimentos o elementos de agua.
   • A menudo puede ser impredecible, pero es importante tenerla en cuenta en entornos urbanos densos.

6. Iluminación filtrada:

   • Proviene de la interacción de los rayos de luz con elementos como persianas, cortinas, celosías o vegetación.
   • Permite controlar la cantidad y calidad, además de crear efectos estéticos interesantes.

🟧 Nota: Cuando se trata de modelar, medir o predecir su comportamiento en un espacio determinado. Técnicamente desde el ámbito arquitectónico, independientemente de los sistemas de iluminación natural artificiales:

• Luz solar directa (CSH – Componente Solar Horizontal)
• Luz solar difusa (CSdf – Componente Solar Difuso)
• Luz reflejada en obstáculos (CRO – Componente Reflejado en Objetos)
• Luz reflejada del terreno (CRT – Componente Reflejado en el Terreno)

En el gráfico siguiente podemos comprender mejor la clasificación lumínica natural con referencia sobre una superficie:

Pero claro, la intensidad ¡también es relevante!

Rango de niveles de iluminación exterior

Dada la climatología aquí entra la «estabilidad temporal», el nivel luminoso exterior variará según la hora solar, si bien se pueden dar grades fluctuaciones con cielos nubosos por el tránsito brusco entre las nubes y claros.

Se recomienda limitar la fluctuación del nivel luminoso a un factor de 1/3 respecto al nivel medio (Por ejemplo, 100 < 300 > 1.000 lux) en periodos cortos (Segundos).

• Análisis solar: 8 Herramientas gratis y muy útiles

Para mantener estable la luz del sol conviene que predomine la difusa captada de la bóveda celeste y evitar la luz solar directa diseñando protecciones solares adecuadas.

Para esclarecer un poco la temática y poder tener una visión global hemos realizado un esquema – infografía de los puntos clave en los rangos y  niveles de iluminación exterior y la sensación lumínica según los Lux. (Para entender el concepto de LUX se puede optar por los manuales adjuntos al final)

Hay que recordar que la iluminación solar y el color juegan un papal importante y que a la vez van aparejados en simbiosis por lo que es necesario conocer los efectos de la iluminación ante el color y el efecto de la luz en un edificio según colores.

🟧 Nota: En este sentido, realizamos un artículo de interés color en la arquitectura y edificios donde se intenta desgranar las diferentes técnicas del color a utilizar.

Iluminación interior. Impacto de la luz natural en un espacio

Primero, tenemos que reconocer qué es el factor de día: el término se refiere a la proporción entre la cantidad de luz natural que llega a un punto específico dentro de un espacio y la cantidad que hay afuera en un plano horizontal.

• Si una superficie interna tiene un factor de iluminación natural del 5%, significa que está recibiendo 1/20 de toda.
• Para tener una idea, un valor inferior al 2% se considera insuficiente, mientras que un valor superior al 5% puede requerir una revisión de la ganancia de calor.

La anterior imagen es de la herramienta gratuita para el análisis te iluminación natural de Andrew Marsh, podéis ver más en nutro artículo sobre estudio y análisis solar… ¡muy buena!

• Cuánto sol y sombra tendrá tu casa en cada momento ¡Mira antes de comprar o alquilar!

Esta temática implica una serie de conceptos tales como la zonificación de la iluminación, espacios de tránsito o el deslumbramiento que la misma provoca ante los ojos. Ante la cantidad de información que representan estos conceptos hemos optado por esquematizar los en la siguiente imagen.

Recuerda que tenemos un excelente artículo sobre iluminación con lámparas led donde aprendemos a base de preguntas todo sobre el uso de las bombillas led.

Un proyecto que nos parece interesante es el “Daylight design variatons book” que ha sido desarrollado como un conjunto de herramientas para diseñar huecos de luz natural con una iluminación interior relevante (ventanas, claraboyas, lucernarios, etc.).

El objetivo es mostrar un gran número de iluminaciones y su impacto en el espacio de un local, una iluminación natural directa. Es una herramienta muy interesante y que nos aportada diferentes datos de interés sobre el cálculo.

Además de la visualización también nos propone un análisis detallado del hueco elegido, una comparación entre tipos de huecos y en algunos casos nos reseña fotografías de ejemplos.

Estamos hablando de optimizar y realzar los recursos naturales (Sol o luz natural, vegetación, viento, etc) que traerá consigo unos beneficios tangibles, sensaciones, formas  y  otras ganancias  que son adoptados  con un coste relativamente bajo, no debiendo ser olvidadas y desaprovechadas por los proyectistas.

La armonía de la iluminación producida por el Sol debería de ser uno de los primeros recursos a tener en cuenta en todo proyecto.

También existen proyectos con luz natural que representa un hito de cambio, de creatividad natural y de concepto. Un ejemplo lo vemos desde el artículo creatividad urbana, representado en la siguiente imagen…

Entonces… ¿Qué elementos puedo utilizar para mejorar la luminosidad de un espacio?

Elementos para promover una mayor luz natural

Al combinar diferentes fuentes de luz con técnicas y materiales que potencien la luminosidad natural, podemos crear espacios que sean verdaderamente claros y energéticamente eficientes.