Cristián Muñoz-Viveros, Carlos Rubio Bellido, Alexis Pérez-Fargall

Resumen

La implementación de las protecciones solares establecidas en las regulaciones y sistemas de certificación disminuye las demandas de refrigeración, teniendo un efecto incontrolado e incluso imprevisto sobre la iluminación natural. Lograr un equilibrio entre ambos requisitos es un desafío para el diseño de fachadas, el comportamiento energético y el rendimiento lumínico, ya que restringir las contribuciones de la radiación solar disminuye la contribución de la luz natural. Esta investigación tiene como objetivo definir una metodología que permita, en la etapa inicial de diseño, la evaluación de soluciones de protección solar que consideren el rendimiento óptimo de la luz natural mediante indicadores dinámicos anuales, manteniendo niveles adecuados de ahorro energético. Para este propósito, se han considerado como indicadores principales el consumo de energía de refrigeración y los indicadores dinámicos, a saber, la autonomía espacial de la luz natural (sDA), la exposición anual a la luz solar (ASE) y la iluminancia útil de la luz natural (UDI) con variaciones del factor solar modificado (MSF). Se realizaron evaluaciones del rendimiento térmico y lumínico utilizando modelos energéticos para dos tipos de protección solar. El caso de estudio es un aula escolar ubicada en la ciudad de Talca, en la zona central de Chile, considerando relaciones ventana-pared (WWR) del 40 %, 50 % y 60 %. El comportamiento térmico y lumínico del local se obtuvo con ambos tipos de protección solar. Los resultados de sDA y UDI permitieron realizar una aproximación de soluciones óptimas; sin embargo, los valores de ASE en todos los casos se clasificaron como inadecuados para su uso en el aula. El análisis sugiere que se obtienen mejores valores límite para ambos requisitos organizando los resultados por WWR en lugar de por el MSF que cada solución identifica. Esta metodología comparó opciones de protección solar en una etapa temprana de diseño, alcanzando niveles recomendados de rendimiento lumínico y ahorros de energía del 70 % o más, para los dos tipos de protección solar. Se concluye que para lograr niveles mínimos aceptables de iluminación natural, en equilibrio con el consumo de energía de refrigeración, es necesario considerar evaluaciones dinámicas anuales con sDA y UDI como indicadores relevantes.

Palabras clave:

Optimización energética, arquitectura pasiva, protecciones solares, desempeño lumínico, aulas escolares.

DOI: https://doi.org/10.1016/j.egyr.2024.07.017