Luz natural 4.0

Fecha: 12/02/2018 Idioma: Castellano Web: ver aquí Autor: Albert López, Project Business en SOMFY España Procedencia: Previamente publicado en el Anuario 2017 de la AEIH Luz Natural La luz juega un papel vital en nuestra vida. Ilumina nuestro entorno, levanta nuestro ánimo, aporta energía adicional e incluso equilibra nuestro organismo biológico. La luz natural es fundamental en nuestro hogar y lugar de trabajo. La tendencia en el diseño de hospitales es crear espacios sostenibles que aportan calidad de vida con la optimización de los recursos. Las personas prefieren trabajar en espacios iluminados con luz natural con vistas al exterior para mantenerse en contacto con el entorno. La luz natural es una fuente de iluminación totalmente gratuita, pero también tiene sus desventajas debido a que la radicación solar aumenta la temperatura interior reduciendo los niveles de confort, además de producir los reflejos no deseados en las pantallas de ordenador e incrementar el deslumbramiento por excesiva radicación. La innovación de la fachada dinámica somfy es recuperar la luz natural dentro de los hospitales con un sistema sencillo de control solar automático Animeo que permita en función de las necesidades internas del hospital y las condiciones meteorológicas conseguir la óptima luz natural y temperatura interior. La óptima luz natural en todos los espacios es el “mejor antibiótico” que podemos administrar a un paciente. Luz Natural 4.0. (Figura 1).

Figura 1. Clínica Diagonal. Barcelona.

Beneficios En verano, el hospital está inundado de luz y de calor generados por la incidencia excesiva de la radicación solar en el interior del edificio. La consecuencia es el notable aumento de la temperatura interior entre 6 y 9ºC respecto de una estancia en sombra con control solar automático. No sólo durante los meses de verano hay un aumento de las temperaturas también empieza ya en primavera y se alarga durante parte del otoño. Para mantener el edificio en unas condiciones óptimas de luz natural y temperatura, pero evitando la radiación necesitamos un control solar automático mediante protecciones solares (lamas, persianas, toldos, cortinas, etc.) que actúen como un filtro dinámico para conseguir la luz natural óptima y reducir la radicación solar para bajar la temperatura interior. Controlando y gestionando las lamas o toldos verticales se controla la radiación solar dejando sólo pasar la luz natural que necesitamos. La iluminación artificial sólo será necesaria cuando la luz natural ya no sea suficiente. También el sistema de climatización se regulará manteniendo los niveles óptimos de temperatura entre 21ºC y 26ºC. Las Fachadas Dinámicas aprovechan la luz natural tanto como sea posible además de incrementar las vistas al exterior, pero preservando la intimidad de los espacios interiores. Esta relación exterior-interior ha de ser flexible en función de las necesidades del usuario. Las condiciones fuera del hospital son completamente variables ya que dependen del tiempo meteorológico con diferentes niveles de luz y temperatura exterior, época del año y el ángulo de incidencia del sol. Por ese motivo la Fachada Dinámica se comunica continuamente con el exterior mediante sensores y controles para dar una respuesta inmediata que mejoran el confort visual y térmico de los usuarios, de esta forma también se mejora notablemente el ahorro energético del edificio reduciendo las emisiones de CO2 respetando el medioambiente. La solución de la fachada dinámica es una innovación en la fachada tradicional incorporando un control solar automático que mejora (Figura 2):

Control Lumínico. Optimizar la luz natural minimizando el uso de luz artificial.
Control Térmico. Mantener la temperatura de confort entre 21ºC (invierno) y 26ºC (verano)
Ventilación Natural. Permitir la eliminación de olores molestos.

Figura 2. Control Térmico – Lumínico – Ventilación.

Ejemplos: 5 incidencias = 5 soluciones

Temperatura interior muy elevada debida a una alta radiación solar.

Incidencia: A través del vidrio de fachada la radiación solar entra produciendo el efecto invernadero. En el interior del edificio se eleva la temperatura por encima de los 30ºC sin un control solar exterior automático en el vidrio de fachada. Este efecto provoca un consumo alto de climatización (especialmente aire acondicionado o refrigeración) con picos de consumo energéticos durante las 5 o 6 horas del día que la fachada está expuesta a la radiación solar. Los hospitales deberían mantenerse con una temperatura constante de entre 21 y 26ªC que coincide con el Reglamento de instalaciones Térmicas de los edificios (RITE). Solución: El control solar automático mediante un toldo vertical enrollable o una lama horizontal orientable y replegable evita la entrada de radiación solar en el interior del hospital. El calor queda fuera del edificio evitando el calentamiento interior de las salas. Un edificio cuesta 3 veces más energéticamente enfriarlo que calentarlo. Además, el sistema es flexible y permite tener un control global (desde la sala de mantenimiento) o también local a través del personal sanitario que puede decidir puntualmente cuando la protección solar esta bajada y subida por unas condiciones especiales. Figura 3.

Figura 3: Control Solar automático reduce la radiación solar y optimiza la luz natural

Deslumbramiento debido a la alta incidencia de radiación solar en las pantallas y zonas de trabajo.

Incidencia: La fuerte incidencia de radicación solar no permite el trabajo confortable con los ordenadores y equipos hospitalarios, además de ser incómodo para los pacientes por los contrastes de iluminación en el interior de las salas y habitaciones. Los ojos del observador no perciben la luz que incide sobre una superficie sino la luz que está reflejada en su dirección, cuya medida es conocida con el nombre de luminancia. El nivel de iluminación no es suficiente para asegurar el confort visual de una tarea. Es preciso además mantener un equilibrio entre la luminancia del objeto y las correspondientes a las diferentes superficies incluidas dentro del campo visual. Debería evitarse por:

Las luminancias demasiadas elevadas producen deslumbramientos.
Los contrastes de luminancia demasiado altos causarán fatiga debido a la readaptación constante de los ojos.

Solución: Es tan importante tener luz natural como evitar la incidencia de radiación solar si no es necesaria en el interior del hospital. Para poder evaluar este factor es importante conocer la regla de distribución confort visual 1-3-10 recogida en la UNE-EN 12462 (figura 4). Es la proporción de luz que hay que tener en las 3 partes fundamentales del interior:

Mesa de trabajo. Proporción 1. Ejemplo 500 luxes
Zona de trabajo (Ambiental) Proporción 3. Ejemplo 1.500 luxes
Plano de Ventana (Fachada) Proporción 10. Ejemplo 5.000 luxes

Figura 4: Proporción de iluminación 1:3:10 evita los deslumbramientos y fatiga visual.

Efecto cueva: se bajan las persianas debido a la alta radiación solar, entonces hay que encender la luz artificial, aunque sea de día.

Incidencia: Si hay una fuerte incidencia de radicación solar con una persiana enrollable puede evitar la entrada de radiación solar, pero produce con el efecto cueva. Es decir, aunque sean las 16h, 17h o 18h, y aún es de día en el exterior dentro, deberemos encender la iluminación artificial debido a la ausencia de luz natural. La persianas impiden tanto la entrada de radiación solar como de luz natural. Solución: Control Solar automático mediante un toldo vertical enrollable con guía lateral permite la visión a través del tejido técnico microperforado. Además, también evita la entrada de radiación solar en un 95-90% el interior del hospital. Por lo tanto, conseguimos las ventajas de la luz natural y vistas evitando la radicación solar.

Poder controlar la intimidad de las habitaciones y otras salas para una mejor calidad de la asistencia.

Incidencia: En los hospitales los pacientes están con batas y con menos ropa de lo habitual. Por este motivo, los pacientes necesitan una mayor privacidad desde el exterior y entre las propias salas del interior. Solución: Control Solar automático además de la protección solar también permite la opción de controlar la intimidad que necesitamos en cada momento de una manera local. Aunque haya un sistema general podemos tener un control local por habitación para poder conseguir las condiciones necesarias de cada paciente en cada momento. Mediante una cortina de riel motorizada que se acciona con la mano podemos abrir y cerrar zonas de forma inmediata. El movimiento de la mano al mover la corina acciona el motor de la cortina o con un mando a distancia. Sistema de la fachada dinámica La fachada dinámica es una solución innovadora en la fachada que tiene el sistema Somfy Animeo con 4 equipos (Figura 5):

Figura 5: Sistema Somfy Animeo. Fachada Dinámica

Sensores: Detectan y miden los cambios meteorológicos y los cambios internos de presencia en las salas. Los sensores externos están situados en la fachada o cubierta y los sensores internos en las salas.
Building Controller.: El equipo situado en la sala de control o mantenimiento del edificio procesa la información facilitada por los sensores y en función de los parámetros que disponga enviará la orden a los Motor Controller situados en la zona de la fachada.
Motor Controller: Este equipo situado cerca de la fachada y habitualmente en el falso techo según la orden recibida por el Building Controller actúa en las fachadas o zonas.
Los motores están dentro de las protecciones solares (invisibles) que pueden ser lamas, persianas o toldos verticales que se mueven a la posición óptima en cada momento según las instrucciones del Motor Controller.

Los 4 equipos actúan de forma coordinada y también pueden admitir “imputs” o indicaciones de otros sistemas como climatización o iluminación para optimizar su eficacia. Por ejemplo: La estación meteorológica o sensor exterior detecta las condiciones exteriores (sol, viento, lluvia, y temperatura) y conjuntamente con el sensor interior (iluminación y temperatura) de la planta procesa dicha información en el Building Controller (BuCo) del hospital. A partir de las necesidades de confort y ahorro energético del usuario la fachada se posicionará con la mejor opción. Cada momento la información se verifica y se actualiza la posición de la protección solar para conseguir la mejor opción de confort y ahorro energético. Las protecciones solares se mueven siguiendo los parámetros de confort fijados por el cliente en el interior del hospital que son 21ºC en Invierno y 26ºC en Verano con una Iluminación media de 400lx. Dichas protecciones solares están conectadas al sistema Somfy Animeo que según las condiciones meteorológicas suben o bajan en tiempo real para conseguir los parámetros de confort del usuario. Desde la instalación de la fachada dinámica se registran 7ºC menos de temperatura en el interior del edificio mejorando el confort del usuario y el ahorro energético en climatización e iluminación además de la optimización de la luz natural El sistema Somfy Animeo tiene 4 características innovadoras para integrar en los proyectos:

Reacción instantánea de la fachada adaptándose cada minuto a los cambios meteorológicos y las necesidades internas del Hospital. No es una fachada estacional o pasiva que se comporta bien en verano o invierno, sino que en cada momento aporta la mejor opción de confort y ahorro energético. (Figura 6)

La fachada puede adaptarse a los cambios de uso del edificio sólo con modificaciones en la programación sin necesidad de obras en la fachada. La flexibilidad de las fachadas dinámicas favorece que se pueden adaptar a los procesos cambios de uso en los hospitales.

Respeta la imagen arquitectónica y estética de la fachada ya que sólo actúa cuando es necesario cambios para mejorar el confort y el ahorro energético. Si no hace falta la protección solar está oculta. La protección sólo es visible unas 5 ó 6 horas al dia. Al estar guardada alarga su vida útil, favorece el mantenimiento y conservación de los tejidos y lamas.

Las fachadas dinámicas se pueden integran con la climatización y la iluminación en un mismo equipo o sistema de gestión-control del edificio para reducir el consumo de un edificio. La climatización y la iluminación suponen aproximadamente entre el 70-75% del consumo de un edificio.

Figura 6. Gestión de la luz natural de forma general o local.

Objetivos

El lugar de trabajo equilibrado: Equilibrio de Luz también tiene un efecto positivo en cómo la gente siente en su edificio debido a la luz natural que es tan importante para la calidad del espacio y la salud. La luz natural ayuda a los ritmos naturales del organismo y aumenta la sensación general de bienestar. Y cuando se sienten mejor, trabajan mejor. Maximización de la luz natural, con sus cambiantes patrones sutiles de la luz, mantiene a la gente en sintonía con el mundo fuera de las paredes del hospital.

Espacios confortables: Conseguir espacios con una temperatura de confort constante e iluminación sin contrastes. Espacios con una privacidad e intimidad necesaria.

La creación de espacios sugerentes: Equilibrio de luz natural y artificial también puede mejorar su imagen corporativa. Crear y contribuir con la iluminación a mejorar el ambiente de oficina contribuirá a mejorar la opinión interna y externa de su empresa. Actualmente ya hay un ranking de edificios o empresas donde la gente le gusta trabajar y atención al cliente por la calidad del espacio interior en los hospitales en el futuro. (Figura 7)

Figura 7. Espacios luminosos, confortables y con ambiente positivo.

Conviértete en un edificio más verde: La luz natural ayuda a cumplir con los objetivos de la legislación y de sostenibilidad, no sólo en términos de consumo de energía y las emisiones, sino también porque el confort lumínico y térmico es una parte explícita de los programas de certificación como LEED y BREEAM. La fachada dinámica contribuye en 19 de los 80 puntos de la certificación LEED. Calificación energética con el objetivo de la letra A. Desde 2014 los edificios terciarios u oficinas ya hay un mínimo obligatorio de letra B.

Reducir su huella de carbono: La reducción de la cantidad de energía que utiliza su edificio tiene también otras ventajas. También puede conseguir que las facturas de energía sean más pequeñas, menores emisiones de CO2 y una huella de carbono más verde. La luz natural hace más verde su construcción utilizando una energía mucho más eficiente. La fachada dinámica reduce sus emisiones de carbono y respeta el medio ambiente como valor añadido del hospital entre pacientes, personal sanitario y gerencia.

Conclusión Las soluciones innovadoras que implantemos en un Hospital han de dar respuesta a una serie de necesidades mejorando las prestaciones de los Hospitales. La fachada dinámica es el primer control energético del edificio que mejora el confort lumínico y térmico de los usuarios al incrementar la iluminación natural reduciendo el consumo de luz artificial y climatización. Con el control solar reducimos el consumo de energía en el edificio y respeto por el medio ambiente contribuyendo a la reducción de las emisiones de CO2 para conseguir hospitales de Consumo Casi Nulo. Las 2 instalaciones que consumen más energía son la Climatización y la iluminación. Ambas instalaciones representan el 75% del consumo total de energía de un edificio. Los hospitales a fecha de hoy tienen un consumo de energía de 300 kWh/m2 y la Unión Europea nos ha marcado como objetivo en 2020 de 50kWh/m2. La Fachada Dinámica Somfy también respeta la arquitectura de la fachada ya que es invisible cuando no es necesaria y además de ser flexible a los posibles cambios de uso del edificio en el futuro. La solución innovadora como la fachada dinámica aporta un valor añadido a los hospitales cuando forman parte del día a día en su trabajo, facilitando su labor y mejorando la atención a los pacientes.

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