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Tesis:

Estudio experimental y modelización de la iluminación natural en la edificación mediante modelos a escala

  • Autor: CABRERA MERTENS, Carolina

  • Título: Estudio experimental y modelización de la iluminación natural en la edificación mediante modelos a escala

  • Fecha: 2017

  • Materia: Sin materia definida

  • Escuela: E.T.S. DE EDIFICACIÓN

  • Departamentos: TECNOLOGIA DE LA EDIFICACION

  • Acceso electrónico: http://oa.upm.es/47788/

  • Director/a 1º: MORÓN FERNÁNDEZ, Carlos
  • Director/a 2º: GONZÁLEZ REDONDO, Mercedes

  • Resumen: La presente tesis tiene como principal objetivo estudiar el comportamiento de la luz natural en distintos puntos de una estancia para, de este modo, no solo optimizar el número de iluminarias necesarias manteniendo una adecuada iluminación (según la normativa), sino que también conocer los puntos adecuados donde colocar dichas luminarias para optimizar al máximo la iluminación en una estancia. Para lograr dicho objetivo la presente tesis propone un método con el cual predecir la iluminación natural que va a tener una estancia (en fase de diseño) a través de medidas de iluminancias tomadas en un modelo a escala de dicha estancia y de las medidas de iluminancia tomadas en el exterior donde vaya a estar situada dicha estancia. El método consiste en aplicar a una ecuación los valores de iluminancias tomadas en un modelo a escala y las medidas de iluminancia tomadas en el exterior a una distancia concreta, y de este modo hallar las iluminancias de la estancia que simulaba el modelo a escala. La presente tesis se centra en hallar dicha ecuación. Inicialmente se ha realizado un estudio teórico sobre la luz natural a lo largo de la historia, así como un análisis de los fundamentos teóricos sobre las magnitudes luminosas con sus unidades de medida, la propagación de la luz, sistemas de iluminación natural y de la normativa vigente respecto a la iluminación en edificación. Posteriormente se ha realizado un estudio experimental, en el que se ha analizado el comportamiento de la luz natural que recibe tanto el aula 2S2 de la Escuela Técnica Superior de Arquitectura de la Universidad Politécnica de Madrid (E.T.S.A.M), que tienen la fachada orientada al Norte, así como su modelo a escala 1/15, se sitúa a 0.28 m de la pared Este, la segunda (Zona 2) a 1.56 m de dicha pared (alineada con el centro de la ventana situada al Este del Aula), la tercera (Zona 3) a 3.17 m de la pared y la última columna (Zona 4) a 4.78 m de la pared Este (alineada con el centro de la otra ventana). En cada columna se colocaron sensores a distintas distancias de la cara interior de la fachada tanto en el aula objeto de estudio como a distancias proporcionales en su modelo a escala. Tras obtener y analizar las medidas registradas por los sensores se han hallado distintas ecuaciones para distintas zonas del aula, así como una ecuación general para las cuatro zonas de forma conjunta. Finalmente se han comprado los resultados obtenidos tanto en el aula objeto de estudio como en el modelo a escala del mismo, así como con los resultado obtenidos tras aplicar las ecuaciones halladas en distintas zonas del aula y para las cuatro zonas conjuntamente, con las simulaciones obtenidas a través del programa informático de iluminación Dialux 4.11. ABSTRACT The present thesis has as main purpose to study the behaviour of daylight at different points inside a room, not only to optimize the number of luminaries needed for a proper illumination (according to the regulation), but also, to know the proper points where to set those luminaries in order to maximize the optimization of the illumination inside a room In order to reach this goal the present thesis proposes a method with which to predict daylight inside a room (at a design stage) through illuminance measures taken inside a scale model of that room and illuminance measures taken outside the room and the scale model. This method consist of applying an equation to the illuminance values taken inside a scale model at a certain distance from the facade and on the outside, and through this way to find out the illuminances of the room the scale model was simulating. The present thesis has been focused on finding this equation. Firstly a theoretical study about daylight throughout history has been done, as well as an analysis of the theoretical foundations about light magnitudes with their measurement units, light spread, daylight systems and current regulation on construction field. Subsequently an experimental study has been carried out, in which the behaviour of daylight inside the 2S2 classroom of the Escuela Técnica Superior de Arquitectura de la Universidad Politécnica de Madrid (E.T.S.A.M) has been analysed, which façade faces the north, as well as its 1/15 scale model, this last one located This experimental study started dividing the classroom as well as the scale model into four rows, the first one named zone 1, located at 0.28 m from the eastern wall, the second one (zone 2) at 1.56 m (align with the centre of the eastern window), the third one (zone 3) at 3.17 m and the last one (zone 4) at 4.78 m of the eastern wall (align with the centre of the other window). On each row sensores where located at different distances from the inner side of the façade inside the classroom as well as inside the scale model. After analysing the measures recorded by the sensors, different equations for each classroom zone have been obtained, as well as a general equation for the four zones jointly. Finally the results obtained inside the classroom and the scale model, as well as the results obtain after applying the equations obtained for each zone inside the classroom and for the equation obtained from the four zones jointly inside the scale model has been verified, have been verified with simulations obtained with the lighting software Dialux 4.11.