Las investigaciones respaldan el efecto positivo de la luz natural sobre las edificaciones, hogares, oficinas y la salud humana.
En la práctica de la arquitectura, la luz del día se refiere al uso de la luz natural, ya sea luz solar brillante o luz en un día nublado que seria mas tenue, para respaldar las demandas visuales de los ocupantes de una construcción.
Los mejores exponentes de la luz natural argumentan que para que un espacio se considere iluminado en el día, se debe usar la luz natural como fuente primaria de iluminación diurna y crear un ambiente visual y térmicamente cómodo en lugares conectados al aire libre, y maximizar de forma persistente el ahorro de energía en la iluminación eléctrica al tiempo que se minimiza la demanda máxima de energía. El resto de nosotros, sin embargo, podría considerar un espacio diurno simplemente como una ventana con buena vista.
Ventajas y desventajas de las luz natural.
Ventajas de la luz natural:
A continuación se enumeran algunos de los beneficios que la iluminación natural puede tener para su bienestar, su billetera y el medio ambiente en general.
El 47% de la energía utilizada en una casa es para el acondicionamiento del espacio (iluminación y control de temperatura). La luz natural produce ahorros de energía al permitir que un propietario use menos calor, menos aire acondicionado y elimina la necesidad de usar luz artificial. En algunos casos, al agregar luz natural a un hogar, los costos de energía disminuyen hasta en un 75%.
La investigación ha demostrado que la iluminación natural ayuda a las personas a ser más productivas, más felices, más sanas y más tranquilas. La luz natural también ha demostrado regular algunos trastornos, incluido el SAD (Trastorno afectivo estacional).
En comparación con otros métodos de iluminación para el hogar, la iluminación natural reduce la fatiga visual y hace que sea más fácil de ver para las personas.
¿Sientes depresión? La ciencia ha demostrado que el simple hecho de estar expuesto a la luz natural durante un corto período de tiempo puede prevenir la depresión tanto en adultos como en niños y estimular el espíritu.
La vitamina D es un mineral esencial para todas las personas. Esta vitamina tiene numerosos beneficios, incluyendo la regulación del sistema inmune, el mantenimiento del peso corporal, el control de los síntomas del asma y la ayuda para mantener el cerebro funcionando eficientemente . La exposición a la luz solar es el método principal en el que las personas reciben una cantidad suficiente de vitamina D.
Otro gran beneficio de usar luz natural en su hogar es que reduce la cantidad de moho y el crecimiento de este, lo que mantiene su espacio más saludable para usted y su familia.
El uso de la luz natural en un hogar o espacio comercial es más limpio para todos los habitantes y también ayuda a preservar el medio ambiente.
Además de los beneficios de ahorro de energía, la luz natural también es útil para aumentar la estética de un espacio. Los arquitectos usan luz natural para hacer que los espacios parezcan más grandes, iluminar una estructura interior y aumentar la belleza de un espacio.
Las terrazas, las salas de pantalla y los soláriums son complementos para el hogar que le permitirán disfrutar de los beneficios de la luz natural.
La instalación de una sala de pantalla o terraza acristalada es menos invasiva y generalmente requiere menos tiempo que la construcción de una casa tradicional.
Es importante ser estratégico en la ubicación de su habitación y también recordar que necesitará persianas para protegerse del sol cuando sea necesario.
Desventajas de luz natural:
La iluminación natural puede proporcionar numerosos resultados positivos con respecto al rendimiento de los trabajadores, sin embargo si un programa de iluminación natural no se ha ejecutado correctamente, puede producir resultados negativos. Algunas estrategias pueden ayudar a las personas que administran las instalaciones a superar los desafíos de la iluminación natural.
Un sistema de luz natural de alto rendimiento puede requerir inicialmente una inversión significativa. Sin embargo, si el equipo del proyecto utiliza un enfoque de diseño integrado y estratégico, los ahorros totales a largo plazo de una compañía compensan los dólares iniciales gastados en iluminación natural.
Un punto importante es controlar el deslumbramiento. La penetración directa de la luz del sol en las aulas y espacios de oficinas a menudo produce un deslumbramiento desagradable en las superficies de trabajo, lo que dificulta el trabajo o la visualización de la pantalla de una computadora.
La orientación adecuada de ventanas y claraboyas puede admitir luz diurna directa y difusa, produciendo la mejor combinación de luz para un edificio y al mismo tiempo reduciendo el resplandor.
La selección y ubicación de ventanas y claraboyas debe estar determinada por la cantidad de luz necesaria y basarse en el clima y el diseño del edificio.
La luz natural también requiere controlar la cantidad de calor que entra a un edificio. Debido a que el sol es una fuente tan poderosa para iluminar edificios, también puede producir enormes cantidades de calor.
Si no se planifica correctamente, el uso de iluminación natural puede generar ganancias de calor indeseables.
Puede parecer que sería difícil aumentar la cantidad de luz sin generar calor adicional. Sin embargo, el uso de tratamientos para ventanas, películas para ventanas y acristalamientos puede sombrear la ventana o difuminar la luz solar directa, minimizando la ganancia de calor. Esto puede reducir las cargas de enfriamiento en general, eliminando la necesidad de un sistema de enfriamiento más grande, lo que resulta en ahorros generales adicionales.
Demasiado calor o luz no son los únicos desafíos asociados con las estrategias de iluminación natural. Algunas características arquitectónicas, como el techo de un edificio, las formas del atrio o los ángulos de un edificio, pueden evitar que la luz del día ilumine un espacio. Para evitar la obstrucción de la luz del día, las aberturas de las paredes deben colocarse estratégicamente dentro del espacio.
Por ejemplo, si los elementos que pueden bloquear la luz del día se ubican en la parte superior del espacio, deben estar lo más alejados posible de las aberturas de la pared. En un plan que presenta espacios abiertos y cerrados, las áreas de espacios abiertos deben estar cerca de las aberturas de la pared. Esto maximiza el efecto de la luz del día, reflejando la luz más profundamente en el espacio.
Investigaciones de las ventajas de la luz natural, en el estudio, la productividad, las ventas, la recuperación de cirugia, el trabajo.
La iluminación natural se ha promocionado por sus muchos beneficios estéticos y de salud por parte de diseñadores e investigadores.
Los científicos del Centro de Investigación de Iluminación (LRC), en Troy, Nueva York, por ejemplo, han informado que los ambientes con luz diurna aumentan la productividad y la comodidad de los ocupantes y proporcionan la estimulación mental y visual necesaria para regular los ritmos circadianos humanos.
Los ritmos circadianos son cambios físicos, mentales y conductuales que siguen un ciclo diario, y que responden, principalmente, a la luz y la oscuridad en el ambiente de un organismo.
Entre las ventajas de la luz natural esta los ahorros sustanciales de energía, teniendo en cuenta que la iluminación en edificios consume más del 15% por ciento de toda la electricidad generada en los Estados Unidos, según el Departamento de Energía de Estados Unidos y la Administración de Información de Energía de Estados Unidos.
Los espacios equipados con controles de luz natural pueden reducir la energía utilizada para la iluminación eléctrica entre un 20% y un 60% por ciento, de acuerdo con los estudios «Control fotoeléctrico: La eficacia de las técnicas para reducir la frecuencia de conmutación » (2001) y » Rendimiento de verano de una iluminación automatizada y Blinds Control System «(2002), ambos publicados en la revista Lighting Research & Technology ; y «The New York Times Headquarters Daylighting Mockup: Monitoreado el rendimiento del sistema de control de luz natural «(2006), que se publicó en la revista Energy and Buildings.
Los estudios de campo independientes publicados en las últimas dos décadas también mostraron una variedad de resultados, que superaron los ahorros previstos en un 56% por ciento. Teniendo en cuenta estos hallazgos, así como las conocidas interdependencias térmicas asociadas con la luz del día, una estrategia para integrar la luz del día en un edificio puede reducir o aumentar su consumo total de energía.
Es probable que un edificio que tenga un uso agresivo de luz natural funcione mal. Debido a que podría someter a sus ocupantes a un exceso de deslumbramiento y estrés térmico. Por otro lado, Lisa Heschong, directora ejecutiva de TRC Companies, que adquirió la firma de consultoría Heschong Mahone Group (HMG), con sede en California, de Heschong, en enero de 2013, dice que cuando entrevista a los trabajadores en espacios iluminados, comerciales y educacionales , «Informan consistentemente sobre cómo les encanta trabajar allí y esperan que nunca tengan que trasladarse a otro lugar».
Junto con los trabajadores más felices, se han asociado beneficios de la luz natural sustanciales financieros y de rendimiento humano con el incremento de la luz del día. En 2003, «Los beneficios de la luz natural a través de ventanas (The Benefits of Daylight Through Windows)», los investigadores de LRC analizaron la evidencia anecdótica de que los bienes raíces comerciales sin ventanas se arriendan por aproximadamente un 20 por ciento menos -o $ 2 a $ 4 por pie cuadrado menos- que los espacios con ventanas.
El estudio de 1999 «Skylighting and Retail Sales: Una investigación sobre la relación entre la iluminación natural y el rendimiento humano» y el estudio de 2002 «Impactos de luz natural en el rendimiento de las ventas minoristas (Daylighting Impacts on Retail Sales Performance)», ambos por HMG, son dos de las investigaciones más sólidas sobre la luz natural y sus efectos en ventas minoristas hasta la fecha.
Los estudios concluyeron que la presencia de claraboyas era el tercer criterio más importante de cinco factores observados y estadísticamente significativos en el aumento del volumen de ventas; el primero y el segundo fueron horas de operación por semana y años desde la última actualización, respectivamente.
En el artículo de Science de 1984, «Vista a través de una ventana puede influir en la recuperación de la cirugía (View through a Window may Influence Recovery from Surgery)», Roger Ulrich, ahora profesor de arquitectura y cofundador del Centro de Sistemas de Salud y Diseño de la Universidad Texas A & M, informó que los pacientes con cirugía en las habitaciones que tenían ventanas frente a los árboles se recuperaron un 8,5 por ciento más rápido y tomaron menos analgésicos que aquellos pacientes cuya vista era un muro de ladrillos. La investigación posterior de otros ha confirmado los resultados para los pacientes que se quedaron en salas de hospital generales .
En un estudio de 1999 «Daylighting in Schools: Una investigación sobre la relación entre la luz natural y el rendimiento humano», encargado por Pacific Gas and Electric Company, HMG encontró una alta correlación entre las escuelas que informaron mejoras en los puntajes de las pruebas de los estudiantes -más del 10% y los que informaron aumento de la luz del día en el aula.
Los hallazgos provocaron discusiones sobre la influencia atribuible a la luz del día, o el tamaño del efecto de la luz del día. HMG intentó identificar la relación en un artículo de revisión «Impactos de luz natural sobre el rendimiento humano en la escuela (Daylighting Impacts on Human Performance in School)», publicado en Leukos, el Journal of the Illuminating Engineering Societyen 2002. Aunque HMG y el investigador RLW Analytics encontraron una relación estadísticamente significativa entre las condiciones de iluminación y los puntajes de los estudiantes, no pudieron explicar definitivamente el efecto.
Por su parte, HMG no pudo replicar exactamente los resultados de su estudio de 1999 en un seguimiento de 2003 , pero aún encontraron evidencia de que «una vista amplia y agradable de una ventana, que incluye vegetación o actividad humana y objetos en la lejana distancia, apoyan mejores resultados del aprendizaje de los estudiantes «.
Como señala Lutron’s Park, los espacios poco iluminados y deslumbrantes pueden tener efectos perjudiciales. Si bien estas disminuciones en el rendimiento todavía no se han cuantificado, se ha encontrado en el curso de muchas investigaciones.
Los ocupantes en entornos que describen como «simplemente incómodos» en lugar de las condiciones «más preferidas» reportaron una disminución del 10 por ciento en su productividad.
A pesar de toda la investigación mencionada, una relación cuantitativa entre la luz del día y la salud humana y la productividad sigue siendo difícil de alcanzar. «La productividad es increíblemente difícil de cuantificar en términos de tiempo y dinero», dice Park. Sin embargo, es el factor que los tomadores de decisiones valoran con mayor frecuencia al elegir si incluir controles de luz diurna y avanzados para la iluminación y las persianas.
La creencia de que la luz natural es beneficiosa sí existe, pero la evidencia aún es escasa. Esto se debe, en gran parte, a la dificultad de llevar a cabo investigaciones vinculadas a la naturaleza dinámica de la luz del día, junto con la gran cantidad de otras variables que son difíciles de controlar en el campo. ¿Es la cantidad de luz lo que importa, o es la variabilidad, la vista o la conexión con la naturaleza?.
En general, la investigación disponible sugiere que un diseño de iluminación diurno exitoso -uno que influya en el dominar el deslumbramiento y la ganancia de calor solar- probablemente mejore la satisfacción, el estado de ánimo y la productividad de los trabajadores. «El equilibrio correcto se puede lograr mediante el uso de estrategias activas de control de la luz del día, [tales como] sombras automatizadas, así como estrategias pasivas, [tales como] estantes de luz o persianas», dice Park. «Los mercados de iluminación automatizada están aumentando rápidamente dentro de la industria». Estas tecnologías mitigan el movimiento dinámico de la luz solar directa al tiempo que admiten la luz diurna difusa dentro del espacio.
Investigaciones recientes han subrayado el efecto de la luz del día en la salud humana y las funciones biológicas. De acuerdo con la Agencia de Protección Ambiental de EE. UU., Los humanos en las ciudades modernas gastan más del 90 por ciento de sus vidas en el interior. Si están ocupando estáticamente, quizás sentados en ambientes iluminados, pueden desvincularse de los ciclos naturales al aire libre y la variación de los niveles de iluminancia.
La luz del día y el ciclo circadiano.
Los procesos biológicos que regulan nuestro ciclo de sueño y vigilia conforman nuestro sistema circadiano. Principalmente a través del uso de la melatonina neurohormonal, nuestro sistema circadiano regula nuestros patrones de alerta y somnolencia. Sin exponerse a ciclos normales de luz y oscuridad de 24 horas, el ciclo de sueño y vigilia de una persona puede perderse hasta dos horas por día.
El efecto acumulativo de esto puede ser significativo. Un ciclo desequilibrado de sueño y vigilia puede producir trastornos de la fase del sueño avanzados o retardados y conducir a una deuda crónica del sueño. En «Los beneficios de la luz diurna a través de ventanas (The Benefits of Daylight Through Windows)» (2003), los investigadores de LRC también observaron que las personas con deuda crónica del sueño se sienten permanentemente cansadas y es poco probable que trabajen efectivamente». Además, en el estudio longitudinal de 2006 «Light at Night- Cancer Risks of Shift Work «, investigadores de la Universidad Thomas Jefferson (TJU), en Filadelfia, y el Hospital Mary Imogene Bassett, en Cooperstown, Nueva York, encontraron una mayor tasa de cáncer de mama en trabajadores nocturnos que resultó de la supresión de la producción de melatonina de la glándula pineal.
La falta de luz en el interior de un edificio no es necesariamente fatal para sus ocupantes. La exposición a la luz brillante a la hora apropiada del día y durante la duración adecuada puede aliviar estos trastornos. La luz del día es un recurso que puede proporcionar esta exposición con el tiempo y la duración más beneficiosos para los seres humanos. La oscuridad de la noche, no solo el brillo durante el día, también es fundamental para un ciclo de sueño y vigilia saludable.
Con el fin de minimizar la supresión de la melatonina, «uno debe mantener la exposición a la luz por la noche en el tiempo más corto posible, tan débil como sea posible y lo más cálido o rojo posible», dice Steven Lockley, profesor asociado de medicina en la división de medicina para el sueño en Harvard Medical School y en Brigham and Women’s Hospital en Boston. Con esto en mente, el diseño de luz natural en espacios con dormitorios también debe considerar acomodando la oscuridad nocturna.
Integración de la luz del día con el diseño
Aunque la luz del día es una fuente de luz variable, a menudo impredecible, con un espectro que depende de la posición solar y las condiciones del cielo, también es rica en la porción de onda corta del espectro visible que respalda el estado de alerta y el sueño circadiano. Como resultado, la luz del día en los edificios puede apoyar la salud humana y el bienestar, particularmente para las personas en latitudes septentrionales que ocupan áreas cerca de una ventana u otras fuentes de luz natural.
Pero independientemente de la latitud o la duración de la exposición, la luz del día puede respaldar el estado de alerta y la productividad humana. Al mismo tiempo, es importante recordar que es la variación diaria y posiblemente estacional asociada con los ciclos luz y oscuridad de día y noche que respalda la salud humana. Los fabricantes de iluminación, por ejemplo, se han subido al carro y han intentado imitar estos ciclos a través de fuentes de luz eléctrica y sistemas de iluminación.
Los diseñadores pueden obtener dos puntos importantes de esta investigación. Primero, los espacios con luz de día tienen el potencial de generar beneficios sustanciales, que incluyen un mayor ahorro de energía, mayores ingresos en aplicaciones minoristas y mejoras en la salud humana y la productividad. En segundo lugar, varios factores importantes que van desde el diseño hasta la instalación y la operación deben abordarse cuidadosamente para obtener estos beneficios.
Hay muchos recursos disponibles para guiar la toma de decisiones en el diseño de la iluminación natural, pero tres tareas que son fundamentales para una instalación con iluminación natural exitosa son: el control de la luz solar directa en las áreas de tareas visuales durante todas las horas ocupadas; la provisión de luminancia equilibrada en las superficies interiores, particularmente entre las ventanas perimetrales y las superficies verticales clave dentro del volumen interior; y la provisión de suficiente iluminación ambiental de día para tareas visuales.
Modelar y probar las opciones de diseño con la creciente selección de herramientas de software de iluminación natural también son importantes. Una vez que se ejecuta un diseño, se asegura el éxito operacional educando a los ocupantes y operadores del edificio en la intención del diseño de iluminación natural, cómo usar los controles de iluminación y cómo acceder y usar los controles de sombreado.
Si la creencia de Thoreau sobre la «Wildness» es verdadera, entonces deberíamos aprovechar la oportunidad para introducir el desenfreno de la luz del día en nuestras estructuras. Puede ser difícil de domesticar, pero su presencia en nuestros edificios es importante para la preservación de los ritmos de la vida humana, conectando a las personas más de cerca con el lugar y revelando la ecología local en nuestro entorno.