Pero ¿Qué entendemos por luz natural?

Sin entrar en profundidad en un tema tan amplio, podríamos resumir en que la luz natural está formada principalmente por 3 elementos: (1) el haz directo procedente del sol, (2) la luz natural difundida en la atmósfera (incluyendo nubes), (3) la luz procedente de reflexiones, en el suelo del propio interior y en objetos del entorno exterior.

La luz visible, dependiendo de la latitud, meteorología, época del año, momento del día, clima y la calidad del aire, 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). Y, dentro del espectro de radiación electromagnética y espectro visible, encontramos otros conceptos como rayos Gamma, X, luz Ultravioleta, Infrarrojos y Radio.

Como se puede ver, se trata de un elemento dinámico que no solo cambia durante el día, sino a lo largo de los días.

Dado que la luz natural está afectada por múltiples factores, disponer de un conocimiento amplio sobre ella y sus efectos, permitirá diseñar estancias y espacios, tanto interiores como exteriores, que permitan aprovechar este recurso para obtener todos sus beneficios.

Aunque existen proyectos de investigación médicos y biológicos que demuestran que la luz eléctrica puede ser tan efectiva como la luz natural, esta última sigue aportando mucha mayor cantidad y calidad de iluminación en el exterior, tanto en un día soleado como nublado, de la que se puede obtener con la iluminación artificial.

Además, a diferencia de la luz artificial, la luz natural varía la temperatura de su color durante el transcurso del día. Estos cambios en la luz diurna tienen efectos positivos sobre el estado de ánimo y la estimulación de las personas. Algo carente en estancias iluminadas con luz artificial y sin ventanas.

Combinación de luz natural y artificial

Gracias a los continuos avances tecnológicos, se ha conseguido desarrollar sistemas de iluminación artificial que consigan estar a la altura los beneficios de la luz natural. Como crear entornos de iluminación dinámica que simulen los cambios de nivel y temperatura de color (de frío a cálido) para obtener un agradable confort visual y, sobre todo, biológico.

La luz como fuente de energía.

La luz natural del sol puede calentar un espacio principalmente a través de un proceso llamado ganancia de calor solar, que implica la conversión de la energía de la luz solar en calor dentro de un espacio interior. O exterior, a gran escala, como ocurre gracias a la atmósfera. Esto se logra gracias a varios mecanismos:

– Radiación Solar: La radiación solar es la principal fuente de ganancia de calor solar. La luz solar transporta energía en forma de radiación electromagnética, que incluye luz visible e infrarroja. Casi toda la radiación ultravioleta y gran parte de la infrarroja son absorbidas por la atmósfera. Por ejemplo, en un día nublado se absorbe un porcentaje mucho mayor de energía. Cuando la luz solar ingresa a un espacio interior a través de ventanas u otras aberturas, parte de esta radiación es absorbida por los objetos y superficies dentro de la habitación. Los materiales oscuros tienden a absorber más calor que los materiales claros.

– Conducción: Una vez que la energía se absorbe, los objetos y materiales pueden conducir el calor a través de sí mismos. Esto significa que el calor se transfiere de un objeto caliente a un objeto más frío a través de un proceso de conducción térmica. Por ejemplo, una pared que ha absorbido la radiación solar puede transferir ese calor al interior de la habitación.

– Almacenamiento Térmico: Algunos objetos y materiales pueden actuar como sistemas de almacenamiento térmico. Esto significa que pueden retener el calor durante cierto tiempo antes de liberarlo gradualmente al ambiente. Ejemplos de esto son las paredes de ladrillo o concreto, que pueden acumular calor durante el día y liberarlo lentamente durante la noche.

– Convección: La ganancia de calor solar también puede provocar la circulación del aire en el interior del espacio. El aire caliente tiende a ascender, lo que puede llevar a una circulación de convección en el espacio, distribuyendo el calor de manera más uniforme.

El aprovechamiento de la luz puede contribuir al calentamiento de una estancia o espacio de manera natural y sostenible, reduciendo la necesidad de calefacción artificial y, por lo tanto, ahorrando energía.

Cómo afecta la luz natural a nuestros hogares, edificios y ciudades.

Ante la carencia de luz natural, provocada por cualquiera de los factores anteriormente mencionados, implica necesariamente la instalación de sistemas de alumbrado eléctrico de luz artificial. En Healthy Houses, buscamos la optimización de todos los recursos disponibles, por tanto, conocer correctamente la disponibilidad de luz natural permitirá optimizar al máximo cualquier instalación de alumbrado eléctrico y energético.

El control de alumbrado en respuesta a la luz natural se combina a menudo con el control térmico. Las ventanas y los sistemas de iluminación con luz natural influyen no sólo en la distribución de este recurso, sino también en la carga térmica de un edificio. La correcta gestión de la luz natural puede ayudar a reducir las aportaciones caloríficas del edificio y, por tanto, a ahorrar energía de refrigeración.

La radiación infrarroja, aportada por la luz natural junto con fuentes de luz artificiales, es la causa principal del calentamiento de los espacios interiores de los edificios. Este desequilibrio térmico en estaciones calurosas obliga al empleo adicional de acondicionamiento de aire. Y, por ende, un aumento en el gasto energético.

En línea con lo anterior, por tanto, la luz natural puede ayudar a calentar (o enfriar) objetos, espacios y edificios. Conocer este recurso y su impacto en los objetos, estancias y estructuras es fundamental para evitar el deterioro de los materiales y anticiparse a su comportamiento.

Un ejemplo de como un edificio o habitación se adecua con una correcta gestión de la luz natural es lo que ocurre en una estancia vacía de ocupantes. En verano, Cuando no hay ocupantes en una sala, el control térmico reducirá las ganancias caloríficas mediante el cierre de los apantallamientos durante el día para mantener fuera el calor. En la noche, abrirá las pantallas o cortinas para enfriar por radiación.

Teniendo en cuenta todos los criterios, ¿Qué medidas podemos adoptar?

Como ya hemos comentado, las investigaciones y avances tecnológicos han permitido el desarrollo de materiales, técnicas y sistemas que permitan un buen aprovechamiento de la luz natural. Desde los parámetros de diseño del edificio o habitación, tipo de espacio, situación u orientación de este, hasta la utilización de materiales concretos o modos de controlar la penetración de luz natural.

Algunos de esos ejemplos son:

Vidrio de Alto Rendimiento: Utilizar vidrios de alto rendimiento con propiedades como bajo valor U (coeficiente de transmisión térmica) y baja emisividad (Low-E) puede permitir que la luz natural entre en el edificio sin que el calor se escape. Estos vidrios minimizan la pérdida de calor durante el invierno y el ingreso excesivo de calor durante el verano.

Ventanas de Doble Acristalamiento: Las ventanas de doble acristalamiento tienen dos capas de vidrio con una cámara de aire o gas entre ellas, lo que mejora la eficiencia energética al aislar mejor del frío y el calor. Esto permite la entrada de luz natural mientras se reduce la pérdida de calor. Y, en esta línea, sistemas que permitan controlar la cantidad de luz obtenida, como los toldos, persianas, apantallamiento vertical exterior, paralúmen, etc.

Ventanas Orientadas Estratégicamente: Diseñar el edificio con ventanas orientadas hacia el este y el oeste puede aprovechar al máximo la luz solar matutina y vespertina. Esto puede proporcionar una iluminación natural efectiva y reducir la necesidad de iluminación artificial durante gran parte del día.

Lucernarios y Claraboyas: La incorporación de lucernarios y claraboyas en el techo puede permitir que la luz natural ingrese en áreas interiores que de otro modo estarían mal iluminadas. Estas aberturas pueden ser particularmente efectivas en edificios con techos altos. También existen otros elementos como el porche, el atrio, conductos de luz o solares, paredes o muros cortina translúcidos, cúpulas para iluminación cenital, etc.

Superficies Reflectantes: Utilizar superficies reflectantes, como paredes y techos pintados de colores claros o con pintura reflectante, puede ayudar a distribuir la luz natural de manera más efectiva en el interior de un espacio.

Sistemas de Control Solar: La instalación de sistemas de control solar, como persianas o toldos automáticos, puede regular la cantidad de luz solar que ingresa al edificio, evitando el deslumbramiento y el sobrecalentamiento.

Diseño de Espacios Abiertos: El diseño de espacios abiertos y la disposición de muebles y divisiones interiores de manera que no obstruyan la entrada de luz natural pueden mejorar la distribución de la iluminación en el interior.

Sensores de Luz: La tecnología moderna permite el uso de sensores de luz que ajustan la iluminación artificial en función de la cantidad de luz natural disponible. Esto puede optimizar el uso de la energía y mantener un nivel de iluminación constante.

La combinación de estos materiales y técnicas en el diseño y la construcción de un edificio puede maximizar el aprovechamiento de la luz natural, mejorando la calidad de vida de los ocupantes y reduciendo los costos operativos al disminuir la necesidad de iluminación y calefacción artificial.

Conclusiones:

La luz natural es un elemento esencial en la vida del ser humano y tiene un impacto significativo en nuestro bienestar y calidad de vida. En comparación con la iluminación artificial, la luz natural tiene varias ventajas:

1. Bienestar y Salud: La exposición a la luz natural está vinculada a la regulación de nuestro ritmo circadiano, que controla el ciclo sueño-vigilia. La luz natural adecuada durante el día promueve un sueño de mejor calidad por la noche y mejora el estado de alerta durante el día. También se ha demostrado que la luz natural reduce el estrés y mejora el estado de ánimo.

2. Confort Visual: La luz natural proporciona una calidad de iluminación superior en términos de reproducción de colores y contraste. Esto facilita la realización de tareas visuales, reduce la fatiga visual y aumenta la productividad en entornos de trabajo.

3. Ahorro Energético: El aprovechamiento de la luz natural en la iluminación de edificios puede llevar a una reducción significativa en el consumo de energía eléctrica. Al permitir la entrada de luz natural en el interior, se reduce la necesidad de iluminación artificial, lo que se traduce en ahorros en la factura de energía y una menor huella de carbono.

4. Sostenibilidad: La incorporación de estrategias de diseño que aprovechen la luz natural es un componente clave de la construcción sostenible. Reduce la demanda de electricidad y, por lo tanto, disminuye la generación de emisiones de gases de efecto invernadero, contribuyendo así a la lucha contra el cambio climático.

5. Conexión con la Naturaleza: La luz natural también crea una conexión con el entorno exterior, lo que puede mejorar la percepción de un espacio y la sensación de bienestar. Esto es especialmente relevante en edificios residenciales y de trabajo.

La luz natural no solo mejora la salud y el bienestar de las personas, sino que también tiene beneficios económicos y medioambientales. Aprovecharla de manera efectiva en la iluminación de edificios es una estrategia inteligente que promueve la calidad de vida y la sostenibilidad. La incorporación de técnicas de diseño y arquitectura que maximicen el uso de la luz natural es esencial para la creación de espacios más saludables y eficientes desde el punto de vista energético.