Universidad Politécnica de Cataluña

Departamento de Construcciones Arquitectónicas

MASTER EN ARQUITECTURA, ENERGÍA Y MEDIO AMBIENTE

Autor: Naiara González Dorta

Tutor: Manuel García Gil

BARCELONA, septiembre 2014

INFLUENCIA DE LA LUZ PRIVADA DOMÉSTICA SOBRE LA CONTAMINACIÓN LUMÍINICA

Se plantea el análisis de un área concreta de la ciudad de Barcelona, España. Se toma como

referencia el barrio de LES CORTS con una extensión de unas 136,6 Ha.

Se utiliza para el análisis el método RAMA-L de simulación informática desarrollado en la UPC.

El software utilizado en la simulación será el DIALUX.

Se compara la luz de fuentes domésticas con la pública vial.

Para el análisis de los resultados se utilizará el parámetro de emisión de flujo superior: EFS

CONTAMINACIÓN LUMÍNICA:

Es una consecuencia directa del crecimiento de la

concentración de la población.

La emisión de flujo luminoso de fuentes artificiales

nocturnas en intensidades, direcciones, horarios o

rangos espectrales innecesarios para la

realización de las actividades previstas en la zona

en que se han instalado las luminarias

Definición de la problemática

LA PROBLEMÁTICA

Se define como “la cantidad de flujo lumínica que escapa de una instalación de alumbrado hacia el

cielo” (San Martín et al. 2012)

Su unidad es el lumen y tiene en cuenta:

• La luz emitida directamente por las

luminarias hacia el cielo (FHS).

• El flujo reflejado por el suelo u otros

elementos donde incida la luz.

• la disposición y geometría de la zona

iluminada.

METODOLOGÍA

Se proponen una serie de medidas correctoras.

Clasificación del las calles del barrio de Les Corts

La clasificación considera tres variables de

geometría de las calles:

La altura de las fachadas a ambos lados de la

calle.

El ancho de la vía.

La existencia o no de fuente de luz doméstica.

Se establece como casos singulares las zonas

intersticiales entre la edificación aislada.

HIPÓTESIS Y SIMPLIFICACIONES DE UN CASO TIPO ESTÁNDAR:

TRAMO M2

FACHADA M2

CRISTAL % ACRIST.

T07471D 3369,23 655,79 19,46

Simulación de los casos tipo

Se simula un local interior con las siguientes medidas:

Con el ancho medio de todos los tramos del caso.

Con la altura media del caso tipo a los dos lados de la acera.

Por último se utiliza un largo de tramo estándar para todos los casos de 50 m.

Para cada una de las superficies del local se aplican los siguientes

grados de reflexión:

0% para el techo y para las paredes extremas de la calle.

50% para las paredes.

27% para el suelo.

Se coge como referencia un tramo significativo de del caso a analizar y se calculará el porcentaje real de

acristalamiento, con este porcentaje se determinará el área de las fuentes de luz y para la simulación se distribuyen

de forma uniforme.

Las luminarias de alumbrado público, se simulan según el tramo escogido.

CASO TIPO SINGULAR:

EJEMPLO SIMULACIÓN DEL CASO 2

EJEMPLO SIMULACIÓN DEL CASO 19D

En el caso de la edificación aislada, se simulará cada caso con

su geometría de forma y características de acristalamiento

reales.

La Calle Diagonal se simula con esta misma premisa.

PUNTOS ABIERTA PERSIANACORTINA

BLANCA

1 15,63 3,15 5,1

2 14,63 4,61 4,72

3 569 135,3 30,21

4 13,85 1,42 3,11

5 55,5 2,19 6,93

6 9,69 1,32 5,42

Lmedia 113,1 24,7 9,2Unidades de la tabla cd/m

2

HORARIO 21-00 horas% de ventanas

encendidas

ABIERTA 4,85

CON PERSIANA 4,26

CON CORTINA 4,13

TOTAL VENTANAS

ENCENDIDAS13,2

Simulación de los casos tipo

La luminaria direcciona el flujo de luz

principalmente hacia el suelo.

El luminancímetro utilizado es de la marca

Gossen, modelo Mavo-Spot 2.

Se realiza un trabajo de campo y se establecen una serie

de porcentajes de encendido según distintos tramos

horarios y según el tipo de protección:

MEDICIÓN.

HIPÓTESIS PARA LA SIMULACIÓN.

Se utiliza como modelo para la simulación una

luminaria fluorescente con cerramiento opal que

generan una distribución lumínica prácticamente

Lambertiana (SANYÉ, J., García M. 2001)

Para el cálculo del flujo lumínico de cada elemento

de fachada, se utiliza la siguiente fórmula:

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18A 18B 18C

lm

CASOS

EFS (lm) LUZ PÚBLICA

LUZ DOMÉSTICA

Resultados

La emisión de flujo superior de la luz doméstica supera en

muchos casos la de la luz pública.

El EFS de la luz doméstica está entre el 10%-40% de su

flujo total emitido.

El EFS de la luz pública está siempre por debajo del 10%

emitido.

El mayor aporte de la luz doméstica a la contaminación se

produce de forma directa y no por reflexión.

La luminarias de vial utilizadas en el barrio tienen en

cambio un aporte directo casi nulo.

0%

20%

40%

60%

80%

100%

1 2 3 4 5 6 7 8 91

01

11

21

31

41

51

61

71

81

9A

19

B1

9C

19

D1

9E

19

F2

0 (

dia

g)

LUZ DOMÉSTICAEFS INDIRECTO (%)

EFS DIRECTO (%)

0

20000

40000

60000

80000

100000

19A 19B 19C 19D 19E 19F 20 (Diag)

lm

CASOS

EFS (lm)

DOMÉSTICA

VIAL

Nº DE VIVIENDAS

Se calcula la emisión de flujo superior para todo el barrio.

El esquema supone un 13,2% de ventanas encendidas.

EFS del conjunto del barrio

El EFS total del barrio es de 2313000 lum, un 10% del total del

flujo emitido. Un 5% corresponde a luz de fuentes domésticas y el

otro 5% a luz de fuentes públicas.

Un 23% del flujo emitido por las fuentes domésticas es emitida al

hemisferio superior.

Sólo un 6% del flujo de las fuentes públicas es emitido hacia el

cielo.

Esquema de hipótesis de un 50% de ventanas encendidas.

EFS total: 5324350 lm. Un 75% corresponderá a la luz emitida por

las fuentes de luz privada y sólo un 25% a las públicas.

Se sabe que el barrio tiene unas 22983 viviendas. Lo que

corresponderá a aproximadamente 50 lm de EFS por vivienda.

Y con 50% de ventanas encendidas el EFS será de

aproximadamente 181 lm por vivienda.

EMISIÓN DE FLUJO SUPERIOR

APROXIMACIÓN DE FLUJO LUMÍNICO POR VIVIENDA

OTRAS HIPÓTESIS DE PARTIDA

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

9000

10000

19D CORNISA DE

2 m

ALERO DE

0,77 cm

ALERO DE 1

m

ALERO DE 2

m

BALCÓN DE

1 m CON

PETO DE 1 m

ESTUDIO PARA LA REDUCCIÓN DE LA CONTAMINACIÓN DE

LAS FUENTES DOMÉSTICAS

LUZ DOMÉSTICA LUZ PÚBLICA

SOLUCIONES LUZ DOMÉSTICA LUZ

PÚBLICA

LUM.

TOTAL

CASO 19D 7793 950 8744

CORNISA DE 2 m 7185 950 8135

ALERO DE 0,77 cm 5056 950 6006

ALERO DE 1 m 4524 950 5474

ALERO DE 2 m 2889 950 3840

BALCÓN DE 1 m CON

ANTEPECHO DE 1 m

5436 950 6387

Propuestas de mejora

Modelo Caso 19D

Modelo Caso 19D con alero de 2 metros continuo en todos

los pisos

Se plantea buscar soluciones fijas desde el nivel de proyecto de arquitectura.

Se simula el caso tipo 19D con

cinco posible formas de reducción

del flujo:

Una cornisa en la parte

superior del edificio de 2 m.

Tres simulaciones con aleros

con medidas de 0,77 m, 1 m y

2 m.

Balcones de 1 m de ancho con

antepechos de un metro de

alto.

EFS DOMÉSTICO: 19,1%

EFS PÚBLICO: 2,3%

Una cornisa en la parte superior sólo reduce el EFS en un 8%.

Un alero de 77 cm reduce la luz contaminante en un 35% y un alero

de 2 metros reduciría la contaminación en un 63%.

Un balcón de 1m con antepecho de obra nos daría problemas con

las reflexiones y sería menos eficiente que el alero de las mismas

dimensiones.

RESULTADOS DE LA SIMULACIÓN.

Área: 3801,5 m2

GRACIAS POR SU ATENCIÓN

Universidad Politécnica de Cataluña

Departamento de Construcciones Arquitectónicas

MASTER EN ARQUITECTURA, ENERGÍA Y MEDIO AMBIENTEBARCELONA, septiembre 2014