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DIAGNÓSTICO MORFOLÓGICO-DESCRIPTIVO DE LAS
ENVOLVENTES SEGÚN SU INTERACCIÓN CON LA LUZ NATURAL.
RESUMEN: el confort visual y los ahorros energéticos resultan de la adecuada
planificación de la iluminación natural de un espacio, como primera medida para alcanzarlos
se debe conocer la posibilidad de acceso a la radiación solar en el rango visible de las
fachadas. Este trabajo desarrolla un análisis morfológico-descriptivo (estadístico) de las
variables urbanas y edilicias que determinan el acceso a la radiación visible de una fachada,
contemplando variables de carácter regional. Su objetivo fundamental es determinar los casos
representativos en relación a la disponibilidad lumínica de los espacios interiores conexos a
las fachadas, que posteriormente se estudiaran en detalle con herramientas de precisión. En el
presente trabajo se determina la importancia del estudio en detalle de la fachada frontal de un
edificio, dado que el 75% de los edificios analizados tienen su eje central dispuesto de modo
perpendicular a la fachada frontal, el 90% no tiene retiros laterales y el 95% tiene una
disposición edilicia en bloque. A su vez se verifica que los porcentajes de aperturas vidriadas
en fachadas no se modifican para diferentes orientaciones. Asimismo muestra el valor
metodológico del estudio interrelacionado de variables y la incorporación de variables
regionales al análisis de iluminación natural.
Palabras claves: iluminación natural, análisis morfológico, análisis estadístico descriptivo,
fachada.
1. INTRODUCCIÓN
El diseño de edificios que contemplan principalmente el uso de la luz natural como fuente
principal de iluminación, puede generar grandes beneficios en los usuarios. Entre ellos,
contribuir a la puesta en marcha del sistema circadiano (Webb, 2006), a la calidad de
iluminación de un espacio y hasta una mayor tolerancia en situaciones de deslumbramiento,
que si la fuente fuese artificial (Chauvel y Dogniaux, 1982), situación que se complementa
con importantes ahorros energéticos, cuando se utiliza la luz natural controlada como fuente
de iluminación de un espacio
Mendoza se caracteriza por tener una gran cantidad de días soleados al año (Betman, 2001).
Esta elevada radiación solar directa requiere la mediación del diseño para su control. La
eliminación de la luz solar por disconfort térmico y lumínico, produce la anulación de todo
aporte de luz natural generándose espacios sombríos que requieren de energía eléctrica para la
iluminación, desperdiciando la enorme disponibilidad de luz natural característica de la
región. De esta manera, se propende al diseño de un hábitat energéticamente no sustentable,
particularmente se transforma al sector edilicio en un gran consumidor de energía eléctrica.
El primer paso para la planificación de la iluminación natural en un edificio es asegurarse que,
la iluminación natural pueda ser provista tanto en el interior como en el exterior del edificio,
así como en y alrededor de edificios adyacentes. Esta tarea puede ser alcanzada examinando
la posición del edificio en el lugar, determinando el impacto de los obstáculos naturales
exteriores en la distribución de la luz y finalmente determinando el impacto de los elementos
artificiales exteriores que resulten en obstáculos (Santamouri et al, 2001).
Los principales factores que pueden afectar la iluminación natural en edificios son: la
distancia entre los edificios, la altura del edificio de enfrente, el tamaño de las aberturas, el
tamaño de los dispositivos de control, (Santamouri et al, 2001), a estos aspectos se debe
agregar la orientación y la reflectancia de las fachadas. Las características ópticas de los
materiales utilizados, los acabados en las superficies de fachadas, en los pavimentos de las
calles y las cualidades de reflectividad (albedo) y emisividad de la radiación solar, también
tienen un impacto significativo sobre las condiciones lumínicas de los ambientes.
En las regiones áridas y semi-áridas de la Argentina se han establecido ciudades en torno a la
urbanización y el desarrollo del hábitat construido en los oasis, generando lo que se denomina
ciudad modelo oasis este es el caso de la Ciudad de Mendoza (Cantón, 1993). Por lo que a los
factores mencionados anteriormente se suma la tipología arbórea presente en los alrededores
del edificio. La presencia y la disposición de los forestales frente a la fachada de los edificios
representan una variable morfológica de mucho peso. El follaje se exhibe como un elemento
condicionante en el ingreso de luz natural en el interior de los espacios, ya que los mismos se
comportan como filtros que bloquean el aprovechamiento del recurso estacionalmente.
Determinar la disponibilidad de radiación solar en el rango visible (iluminación natural) de las
fachadas es el primer aspecto que se debe esclarecer para poder generar recomendaciones de
diseño que optimicen el uso de la iluminación natural. Partiendo de dicha hipótesis, el
presente trabajo aborda un estudio descriptivo morfológico de los edificios no residenciales en
la zona urbana de alta densidad de la Ciudad de Mendoza, donde se concentran la mayor
cantidad de edificios con espacios de trabajo de uso diurno. Puntualmente, espacios
destinados a tareas de oficinas o de uso comercial, en general, este tipo de edificios necesitan
planificaciones cuidadosas del diseño de iluminación, debido a que su función como lugares
de trabajo requiere altos niveles de iluminación. Cuando se proyectan fachadas que permiten
el acceso a la iluminación natural debe considerarse que la luz solar directa y los altos brillos
y contrastes pueden causar malestar visual y malas condiciones ergonómicas, así como
inconvenientes desde el punto de vista de la higiene y salud para las actividades laborales
(PEN 1979).
La metodología descriptiva-morfológica nos permite identificar de las situaciones presentes
en el entorno urbano real los casos característicos y críticos, que posteriormente serán
analizados mediante métodos empíricos y de simulación de alta precisión. Cuyos resultados
subsiguientemente se emplearan para la generación de guías de recomendaciones de
optimización de sistemas de fachadas para el correcto uso de la iluminación natural, con
consecuentes ahorros energéticos.
Este estudio hace referencia a la primera etapa del análisis, donde se contemplan los aspectos
urbanos y generales del edificio que determinan la disponibilidad de radiación solar en el
rango visible (iluminación natural) de las fachadas. En una segunda etapa se concentra el
análisis en los componentes de paso y los elementos de control solar.
2. METODOLOGÍA
La metodología propuesta es descriptiva, se emplearon como base los criterios establecidos
por Baker para la clasificación morfológica (Baker, 1993), a los cuales se adosaron diversos
factores más que resultaban de interés para los fines de este estudio. Con ella se pretende
identificar las tipologías de edificios presentes y su relación con el entorno urbano en la trama
consolidada para su análisis de comportamiento lumínico. Se trabajará en dos niveles: Nivel I
(escala urbana) y Nivel II (escala edilicia).
En primer lugar se operacionalizaron las variables que determinan la posibilidad de acceso a
la radiación solar visible de una fachada, determinando cuales eran los indicadores y sus
respectivas categorías (Tabla 1).
Nivel
Urbano
Edilicio
variables
Ancho de cañón vial urbano
(CVU)
Tipología arbórea (TA)
Diferencia de pisos con el
edificio de enfrente
Reflectancia de la fachada
Orientación de la fachada
Número de pisos del edificio
Porcentaje de apertura de
fachada
Disposición del edificio
Retiros
Disposición del eje mayor
categorías
20m-30m-16m
fresno-morera-plátano-otra-ninguna
-15 a +18
especular - difusa baja - difusa alta difusa alta-heterogénea.
norte-sur-este-oeste
3-20
0-20%; 21- 40%; 41-60%; 61-80%;
81-100%
bloque-placa-patio
con retiro-sin retiro
paralelo a la fachada –perpendicular
a la fachada
Tabla 1: operacionalización de las variables analizadas.
Posteriormente se procedió a la recolección de datos. Para el nivel urbano la recolección de
los datos se realizó mediante planillas, donde se especificaban las variables urbanas del
entorno de los edificios no residenciales de 3 ó más pisos1 de altura ubicados en el área
seleccionada. A nivel edilicio el estudio se desarrolló mediante la toma de fotografías, las
cuales fueron posteriormente procesadas con el software Microsoft Image Composite Editor
para su composición panorámica (figura 1).
Los datos obtenidos mediante ambos procedimientos se almacenaron en una base de datos
digital y se procesaron estadísticamente. A la base de datos se la sometió a un análisis
estadístico descriptivo. A partir del cual se identificaron las tipologías de envolventes y
panoramas urbanos predominantes presentes en la trama consolidada analizada, en relación a
su comportamiento lumínico.
1
Este estudio se limita a los edificios de 3 ó más pisos, por ser estos los que presentan bivalencia respecto de la
situación de iluminación natural, por debajo y por encima de la copa de los árboles.
Figura 1: vista panorámica de fachada. Figura 2 y 3: efectos de las fachada frontales
especulares.
Resulta importante destacar que si bien las reflectancias que normalmente se compendian para
este tipo de procedimiento son las de los edificios que se encuentran frente al caso de estudio,
en este trabajo por disponer de este dato a partir de estudios previos desarrollados en el
Laboratorio de Ambiente Humano y Vivienda, INCIHUSA CONICET (Córica, 2009) en
cañones urbanos, se procedió al análisis de las reflectancias de los edificios que constituyen
la muestra, contemplando la influencia que tienen dichos edificios en relación a los que los
rodean. Ya que como explica Schiler, en trabajos referidos al tema, los edificios tienen un
impacto en el ambiente a macroescala en términos de los recursos que utilizan, pero también
tienen un impacto en el microclima de su entorno inmediato, pueden cambiar el microclima
sustancialmente. A medida que se convierten más y más en superficies de reflexión, generan
efectos negativos hacia el entorno urbano próximo desde lo visual y térmico (Schiler, 2000)
(figura 2 y3).
3. ÁREA DE ESTUDIO
El área de estudio está constituida por 254 casos (edificios no residenciales) de la zona de
mayor densidad de la Ciudad de Mendoza. Cuando se comenzó el estudio esto implicaba
abarcar diversas zonas de la ciudad según el Código Urbano y de Edificación de la Ciudad de
Mendoza vigente hasta el año 2010, con la modificación planteada en dicho año, en la
actualidad responden a una sola zona, zona central 1 (DC1, Ord. 3296/96). Siendo esta zona
poseedora del más alto nivel de equipamiento comercial, administrativo, financiero y de
servicios especializados, a escala urbana, metropolitana y regional (polo de atracción de los
flujos urbanos y suburbanos), conviviendo junto a la residencia (Dirección de planificación y
urbanística- Municipalidad de Mendoza). Dado que para el estudio se tuvo en cuenta tanto la
densidad edilicia como la actividad que se desarrolla en la zona se delimitó el área al
microcentro de la ciudad de Mendoza (figura 4 y 5).
Figura 4: mapa de la zona de seleccionada para el muestreo, ciudad de Mendoza. Figura 5:
mapa de densidades edilicias de la ciudad de Mendoza.
4. RESULTADOS
4.1. Ancho de CVU
En el actual tejido de la ciudad de Mendoza encontramos principalmente tres tipos de cañones
viales urbanos (CVU) en cuanto a los anchos de los mismos: de 16 metros, de 20 metros y de
30 metros (Córica, 2009) (figura 6), siendo los de 20 y 30 metros de ancho los que se
encuentran en el área seleccionada para el abordaje. El total de la muestra analizada esta
constituida por 140 cuadras, de la cuales 96 (68%) correspondes a un ancho de CVU de 20m
mientras que 44 (31%) corresponde a un ancho de CVU de 30m (tabla 2).
ACVU
CVU 20
CVU 30
N° cuadras
96
44
% cuadras
68.5
31.5
N° edificios
148
106
% edificios
58
42
Tabla 2: frecuencias absolutas y porcentuales para variable ancho de CVU.
Figura 6: mapa de ancho de CVU, ciudad de Mendoza. Figura 7: gráfico para la variable
ancho de CVU.
La tabla de frecuencias (tabla 2) muestra que la cantidad de edificios identificados en cañones
de 20m es mayor que la identificada en los de 30m, con porcentajes del 58% y 42%
respectivamente (figura 7). Sin embargo la concentración de edificios no residenciales en
relación al número de cuadras de cada uno de los anchos de CVU es mayor en los cañones
urbanos con mayor dimensión. Desde el punto de vista de la iluminación natural por fachada
frontal (FF), esta condición parece favorable ya que los recintos urbanos como mayor
dimensión brindan mayores posibilidades de captación de radiación visible y por tal mejores
condiciones de iluminación de los espacios interiores.
4.2. Tipología Arbórea
La ciudad de Mendoza, es reconocida mundialmente por presentar un modelo de ciudad oasis,
generado por el bosque urbano. Dentro de esta concepción urbana, se destacan tres tipos de
especies forestales: fresno (fraxinus excelsior), morera (morus alba) y plátano (platanus
hispánica) (Cantón, Martinez, 2009). Las dos primeras especies mencionadas corresponden a
TA de segunda magnitud (altura promedio Morera: 12.5m, Fresno: 12m), lo que significa que
tienen influencia sobre la disponibilidad de radiación solar hasta el cuarto piso de altura de las
fachadas, aproximadamente. Mientras que el plátano es una TA de primera magnitud (altura
promedio: 15.7m), lo que implica que tiene una mayor influencia limitando la disponibilidad
de radiación solar, superando en algunos casos el quinto piso. La mayoría de las especies
presentes en modelo oasis son del tipo caducifolio, sin embargo el plátano es de follaje
perenne, con la particularidad de mantener la hoja durante todo el año, a partir de su
condición de marcescente.
Los valores obtenidos determinan que frente a los edificios no residenciales de la zona
seleccionada existen dos TA predominantes, morera (38%) y plátano (39%), siendo el fresno
mucho menos frecuente (Tabla 3). El gráfico de barras de la figura10 muestra el predominio
de ambas especies en relación al fresno y a la presencia de otras especies forestales o a la
ausencia de las mismas en los perfiles urbanos.
Figura 8 y 9: el acceso a la radiación es mayor en los niveles superiores, por la presencia del
arbolado. Edificio The Piaza, España y Montevideo, ciudad de Mendoza.
fresno
morera
plátano
otra
ninguna
Total
frecuencia
33
96
99
10
16
254
porcentaje
13.0
37.8
39.0
3.9
6.3
100.0
N válido: 254
Tabla 3: frecuencia para la variable TA. Figura 10: gráfico de barras para la variable TA.
Para profundizar el estudio de esta variable de gran impacto sobre las posibilidades de
aprovechamiento de luz natural por FF, aparece como conveniente observar cómo es la
relación de las especies más representativas en los canales viales caracterizados dentro de la
zona de análisis y de este modo analizar si existe una mayor presencia de una u otra especie
según se trate de un cañón vial de 20 o 30 metros. Se realizó un filtrado de las categorías,
tomando solamente las categorías correspondientes a fresno, morera y plátano. Se trabajaron
de modo conjunto las variables TA y ancho de cañón vial (tabla 4).
100%
frecuencia %
Ancho CVU Total
20m 30m
fresno
14%
1% 14%
TA
morera 23% 19% 42%
plátano 19% 24% 43%
Total
56% 44% 100%
80%
PLÁTANO
60%
MORERA
40%
FRESNO
20%
0%
Chi cuadrado de Pearson
gl
significación
25.712
2
0.0000026
20
30
ACVU
N válidos: 228
Tabla 4: tabla de contingencia para las variables TA y ancho de CVU (%). Tabla 5: chi
cuadrado para las variables TA y ancho de CVU. Figura 11: gráfico de barras superpuestas
para las variables TA y ancho de CVU (%).
Los resultados en el gráfico de barras de la figura 11, muestran los porcentajes de presencia
de los tipos arbóreos en cada recinto urbano según sus dimensiones. En el cañón de 20m, se
da una distribución relativamente homogénea de las especies, o sea que para un CVU de 20m
es altamente probable que la especie presente sea fresno (24%), morera (41%) o plátano
(35%), mientras que para un CVU de 30m se limita plátano (54%) o morera (44%). Esto
implica que en el caso de los espacios no residenciales de edificios ubicados en cañones
urbanos más amplios y con especies de primera magnitud en su frente, la condición de acceso
a la radiación solar visible promovida por las dimensiones del cañón urbano, se va a ver
modificada por el plátano, que conserva su follaje en función de los períodos foliares
descriptos. Por otro lado observamos que el fresno (2%) es muy poco frecuente en cañones
urbanos de 30m. Para confirmar la dependencia entre ambas variables se procedió al cálculo
del indicador no paramétrico chi cuadrado (tabla 5), mediante el cual se verificó la
dependencia entre la TA y el ancho de CVU.
4.3. Tipo de reflectancia de la FF
Las fachadas se han clasificado para el estudio de acuerdo a sus propiedades ópticas
superficiales en:
-especulares: comportamiento de superficie especular
-difusa (controladas mediante cartilla de reflectancias): baja: colores oscuros de la cartilla de
reflectancia; media: colores medianos de la cartilla y alta: colores altos (figura 13 ).
-heterogénea: cuando dos o más de las situaciones mencionadas anteriormente se dan de
modo conjunto.
Figura 12: reflectancia de fachada: especular, difusa baja, difusa media, difusa alta,
heterogénea.
Como se explicó anteriormente este estudio se limita a analizar el tipo de reflectancia de las
fachadas del conjunto de edificios que constituyen la muestra, determinando su posibilidad de
generar modificaciones en el ambiente luminoso de su entorno. El 54 % de los edificios
analizados presentan fachadas con superficies difusas medias o altas (figura 14), lo que los
convierte en potenciales fuentes de luz difusa para la ciudad.
especular
difusa baja
difusa media
difusa alta
heterogénea
Total
Frecuencia
33
60
79
60
22
254
Porcentaje
13.0
23.6
31.1
23.6
8.7
100.0
Tabla 6: estadísticos para variable reflectancias de fachada. Figura 13: reflectancias difusas.
Figura 14: gráfico de barras obtenidas para la variable reflectancias de fachada.
Si bien la presencia de fachadas especulares es tan solo de un 13%, este tipo de acabado en la
actualidad es de aplicación muy frecuente (films), por lo que se presenta con mayor
frecuencia en los edificios de construcción reciente. Por lo mencionado es muy probable que
este tipo de acabado sufra importantes aumentos en su uso en los edificios que se construyan
en los próximos años, dado que no hay regulaciones sobre su aplicación en la Ciudad de
Mendoza.
4.4. Diferencia con el número de pisos del edificio de enfrente en relación al caso de
estudio.
El estudio expuesto en la tabla de frecuencias 7, define los porcentajes para las diferencias de
niveles entre las fachadas. Cabe aclarar que los valores negativos implican que la diferencia
de niveles está dada en mayor altura para el edificio enfrentado y que los positivos
corresponden a mayor altura del edificio del caso de estudio (figura 15).
El procesamiento de esta variable establece que los mayores porcentajes están dados en los
rangos de poca diferencia de alturas (entre 0 y 3 niveles) está situación resulta positiva,
debido a que propicia una mayor disponibilidad lumínica, ya que para los edificios en estudio
no se encuentra significativamente restringida por las características edilicias del entorno.
Diferencia de pisos
-15
-9
-7
-6
-5
-4
-3
-2
-1
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
15
18
Total
Frecuencia
1
2
4
5
3
8
11
6
5
37
42
26
36
22
15
9
6
2
5
3
1
1
3
1
254
Porcentaje
0.4
0.8
1.6
2.0
1.2
3.1
4.3
2.4
2.0
14.6
16.5
10.2
14.2
8.7
5.9
3.5
2.4
0.8
2.0
1.2
0.4
0.4
1.2
0.4
100.0
N válidos: 254
Figura 15: relaciones de altura entre los edificios. Tabla 7: Tabla de frecuencias para
variable diferencias de pisos entre el caso de estudio y el edificio enfrentado.
Como principales valores se presentan los siguientes datos estadísticos descriptivos:
Tabla 8: Tabla de estadísticos descriptivos para variable diferencia en el número de pisos
con el edificio de enfrente.
Si bien se trata de una variable cuantitativa discreta parece interesante analizar el
comportamiento de la misma en relación a una distribución normal.
Al comparar la media (1.7 pisos de diferencia) con la mediana (2 pisos de diferencia)
podemos determinar que se trata de una distribución simétrica que se aproxima a una
distribución normal ya que ambos valores son cercanos. Las barras se disponen en punta con
una concentración de los valores en la parte central (figura 16). Esto evidencia que la media y
la mediana son muy representativas del conjunto de datos.
N válido: 254
Figura 16: gráfico de barras para la variable diferencia de pisos. Figura 17: gráfico de
barras para la variable diferencia de pisos recodificada.
Si realizamos una recodificación de las variables para tener una lectura más simple (figura
17), los edificios no residenciales de 3 ó más pisos en la ciudad de Mendoza tienen una
marcada tendencia a poseer mayor número de pisos que los ubicados en la vereda enfrentada,
o sea que podrían al menos en algunos de sus pisos disponer de iluminación natural, desde el
punto de vista del acceso a la componente directa (luz solar) y de la componente difusa,
proveniente de la bóveda celeste y de la edificación circundante.
Se analizó la relación que existe entre la diferencia de pisos entre dos edificios y la variación
del perfil angular que se genera en relación al ancho del CVU (figura 18). Se observa
claramente que mientras menor sea la diferencia de pisos mayor es el acceso a la bóveda
celeste, asimismo vemos que este acceso va a estar restringido en los cañones urbanos de
menor dimensión. Resultando por tanto con mayor acceso a la luz solar directa aquellos
edificios que poseen la menor diferencia o una diferencia de pisos positiva y que están
ubicados en cañones urbanos más anchos.
90
80
70
CVU20
perfil angular
60
50
CVU30
40
30
20
10
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10 11
diferencia de pisos
12
13
14
15
16
17
N válido: 254
Figura 18: variación del perfil angular para distintos anchos de CVU
4.5. Orientación de la FF
Partiendo de la hipótesis de que el clima luminoso y la orientación de las superficies vidriadas
de la envolvente determinan las estrategias de control y redirección de la luz natural, resulta
de fundamental interés para este trabajo el estudio de las orientaciones que presentan las
orientación de la fachada
fachadas.
Frecuencia
50
58
72
74
254
Porcentaje
19.7
22.8
28.3
29.1
100.0
80
70
60
frecuencia
orientación
norte
sur
este
oeste
Total
50
40
30
20
10
0
N
S
E
O
orientacion
N válido: 254
Tabla 9: frecuencias para variable orientación. Figura 19: gráfico de barras obtenidas para
la variable orientación de la fachada
Según los valores indicados en la tabla 9, no hay grandes variaciones en el número de
edificios con fachadas frontales para cada una de las orientaciones analizadas. Esto responde a
la disposición de la impronta en cuadrícula ortogonal o en damero propia de la ciudad de
Mendoza. Sin embargo se observa un leve aumento para las orientaciones este y oeste, que
resultan ser las que se perfilan con mayor criticidad con respecto al uso y control de la
iluminación natural, principalmente en horas de la tarde, a partir del ingreso de rayos de luz
directa según los ángulos de incidencia que alcanza la trayectoria solar, ocasionando
sobrecalentamientos no deseados en la estación estival y deslumbramientos al sistema visual
humano durante todo el año (elevados niveles de intensidad de radiación).
4.6. Número de pisos del edificio
La ciudad de Mendoza en este momento, no es considerada una ciudad con predominio de
edificios en altura. El 60% los edificios no residenciales analizados para este trabajo posee
menos de 5 pisos (tabla 10 y 11). A partir de la evolución histórica que ha experimentado la
ciudad fundamentalmente restringida por el factor sísmico al pertenecer a una zona tectónica,
no se muestra como una ciudad densificada en altura, y esto puede ser consecuencia de las
distintas restricciones que han venido imponiendo las aplicaciones del Código Urbano de
Edificación. Desde el punto de visto lumínico, esto beneficia la posibilidad de acceso al sol
que tienen los edificios.
N° de pisos
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
18
20
Frecuencia
112
48
23
14
19
8
9
3
4
3
5
1
2
1
1
1
Porcentaje
44.1
18.9
9.1
5.5
7.5
3.1
3.5
1.2
1.6
1.2
2.0
.4
.8
.4
.4
.4
N
Media
Mediana
Moda
Desv. típ.
Válidos
Perdidos
254
0
5.03
4.00
3
3.004
Tabla 10: frecuencias para variable N° de pisos. Tabla 11: estadísticos para variable N° de
pisos del edificio. Figura 20: gráfico de barras para la variable N° de pisos del edificio.
Se insiste en la idea de que si bien el número de pisos de un edificio también se trata de una
variable cuantitativa discreta parece interesante analizar el comportamiento de la misma en
relación a una distribución normal.
Los datos estadísticos descriptivos demuestran que el análisis de la variable número de pisos
no se aproxima a una curva de distribución normal. Al comparar la media (5.03 pisos) con la
mediana (4 pisos) podemos compararla con una distribución de asimetría positiva ya que las
frecuencias se concentran más hacia los valores bajos de la variable, o sea que la mayor
cantidad de edificios del área analizada presenta escasa altura (entre 3 y 5 pisos).
Se realizó un filtrado del número de pisos que presenta un edificio en función del ancho de
CVU en que estuviese ubicado, con la finalidad de determinar si la situación planteada
anteriormente se mantiene constante independientemente del ancho de CVU.
N° de pisos
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
15
Frecuencia
58
32
19
9
11
4
4
2
3
2
2
2
Porcentaje
39.2
21.6
12.8
6.1
7.4
2.7
2.7
1.4
2.0
1.4
1.4
1.4
N Válidos
Media
Mediana
Desv. típ.
148
4.93
4.00
2.608
Tabla 12: frecuencias para variable N° de pisos del edificio en CVU de 20m. Tabla 13:
estadísticos para variable N° de pisos del edificio en CVU de 20m. Figura 21: gráfico de
barras obtenidas para la variable N° de pisos del edificio en CVU de 20m
N° de pisos
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
16
18
20
Frecuencia
54
16
4
5
8
4
5
1
1
1
3
1
1
1
1
Porcentaje
50.9
15.1
3.8
4.7
7.5
3.8
4.7
.9
.9
.9
2.8
.9
.9
.9
.9
N
Válidos
Media
Mediana
Moda
106
5.18
3.00
3
Tabla 14: frecuencias para variable N° de pisos del edificio en CVU de 30m Tabla 15:
estadísticos para variable N° de pisos del edificio en CVU de 30m Figura 22: gráfico de
barras obtenidas para la variable N° de pisos del edificio en CVU de 30m
Si se compara la media (4.93 pisos) con la mediana (3 pisos) y analizando la disposición de
las barras observamos que en los casos de ancho de CVU de 20m el mayor porcentaje recae
en edificios de 3 y 4 niveles (tabla 12), lo que determina una relación prácticamente 1 a 1
teniendo en cuenta la relación altura del edificio-ancho de cañón.
Para 30m, las frecuencias conseguidas (tabla 14) demuestran que no existe gran variación en
relación al caso de 20m, sólo que la presencia de edificios de 3 pisos aumenta a un 50% y el
otro 50% abarca un rango más amplio (4 a 20) que el de ACVU de 20m.
Si bien observamos que la forma de la curva se conserva con un alto grado de similitud para
ambas situaciones y guarda igual similitud el análisis conjunto de ambas variables, resulta
interesante el análisis de la variación en la desviación típica que hay entre ambas situaciones.
El análisis concerniente al CVU de 20m nos arroja una desviación típica de 2.608 mientras
que el correspondiente al del CVU de 30m presenta una desviación típica mayor (3.491),
mediante este estadístico y el análisis de los gráficos de barras (figura 21 y 22) podemos
observar que los datos correspondientes al CVU de 30m tienen una mayor dispersión,
condición que se ratifica mediante el cálculo del coeficiente de variación: CvCVU20m=0.52 |
CvCVU30m= 0.67. Esto se explica si observamos que en los CVU de 30m la amplitud del
rango es mucho mayor (17 pisos) ya que en él se encuentran los edificios de mayor altura,
hasta 20 pisos. Mientras que en los CVU de 20m la altura máxima que observamos es de 15
pisos. De todos modos no se debe perder de vista que los edificios de mayor altura no
representan valores significativos en relación al total de la muestra.
4.7. Porcentaje de apertura de FF
La importancia de estudiar esta variable es la información que se recauda a partir de los
porcentajes de apertura total que exhibe la fachada. Es decir, la cantidad de superficie
destinada a iluminar el interior del edificio a través de la FF. En la tabla 16, se distinguen
como porcentajes predominantes, los comprendidos entre el 21 y el 80%.
% de apertura
de fachada
0-20
21-40
41-60
61-80
81-100
Total
Frecuencia
5
71
70
61
47
254
Porcentaje
2.0
28.0
27.6
24.0
18.5
100.0
Tabla 16: frecuencias para variable porcentajes de apertura de fachada. Figura 23: gráfico
de barras para la variable porcentaje de apertura de las fachadas.
El gráfico de barras (figura 23), evidencia que el 70 % de los edificios analizados tienen
porcentaje de apertura de fachada superior al 40%, considerando que Mendoza es una ciudad
ubicada en un clima árido con una gran cantidad de días soleados y una elevada radiación
disponible, estos altos porcentajes de apertura de fachada van a requerir de sistemas de control
que brinden sombra.
Dentro de este estudio aparece conveniente correlacionar los porcentajes de aberturas con las
distintas orientaciones, con el objetivo de determinar si hay diferenciación del porcentaje de
apertura de fachada según criticidad de la orientación. Con la finalidad de poder calcular la
dependencia entre ambas variables se recodificó la variable porcentaje de apertura de fachada.
orientación
norte
sur
este
oeste
total
apertura de fachada recodificada
0 a 40% 41 a 80% 81 a 100
15
27
8
14
28
16
20
38
14
27
38
9
76
131
47
Total
50
58
72
74
254
N válidos: 254
gl
Chi cuadrado de Pearson
significación
6
6.42308061
0.37750046
Tabla 17: tabla de contingencia para las variables orientación y porcentaje de apertura de
fachada. Tabla 18. chi cuadrado para las variables orientación y porcentaje de apertura de
fachada. Figura 24: gráfico de barras para la correlación de las variables orientación y
porcentaje de apertura de fachada.
Observamos que los valores de apertura de fachada para cada orientación se presentan de
manera bastantes constantes (figura 24), es decir que no hay predominios en los valores de
apertura de fachada según orientación. Lo cual se confirma mediante el cálculo de indicador
no paramétrico chi cuadrado, que indica independencia entre la variable orientación y
porcentaje de apertura de fachada (tabla 18).
Asimismo resulta de interés analizar la relación existente entre el número de pisos que posee
un edificio y el porcentaje de apertura de fachada del mismo. Para esta finalidad se elaboró
una tabla de contingencia, para la cual se excluyo el porcentaje de apertura de fachada de 020% por no tener esta situación una gran presencia en la muestra. Del análisis del gráfico de
barras (figura 25 y tabla 19) podemos observar que a medida que los edificios tienen mayor
número de pisos mayor es el porcentaje de apertura de fachada. La dependencia entre el
porcentaje de apertura de fachada y el número de pisos de los edificios queda confirmada
mediante el cálculo del indicador no paramétrico chi cuadrado, el cual nos indica que si hay
dependencia entre ambas variables (tabla 20).
100%
porcentaje de apertura de fachada
pisos 20-40 40-60 60-80 80-100 Total
3|7
65
54
51
41 211
8|12
5
11
7
4
27
13|17
1
4
2
2
9
Total
69
60
47 247
100%71
80%
80-100%
60%
40-60%
20-40%
20%
0%
N válidos: 24780%
60%
gl
Chi cuadrado
40% de Pearson
significación
20%
60-80%
40%
3|7
6
0.48022425
0.99807089
80-100%
8|12
13|17
n° de pisos
60-80%
40-60%
20-40%
Tabla 19:0%tabla de3|7 contingencia
para las
variables número de pisos y porcentaje de apertura
8|12
13|17
de fachada. Tabla 20: chi cuadrado para las variables número de pisos y porcentaje de
apertura de fachada. Figura 25: gráfico de barras para la correlación de las variables
número de pisos y porcentaje de apertura de fachada.
4.8. Retiros
Los códigos urbanos de las ciudades, establecen las medidas y ángulos, que delimitan las
construcciones en altura de la zona. Estas medidas establecen a su vez la separación entre
edificios y acorde a esto, las medidas mínimas de los lotes que aceptan una construcción de
este tipo.
En sectores de alta densidad edilicia, las dimensiones están establecidas en los códigos
determinando las separaciones entre los volúmenes construidos, las medidas de retiros y
alturas máximas de la construcción.
Sobre el sector de estudio delimitado, se observa que el 88% de los edificios de la muestra no
presentan retiros (tabla 21). Esto implica una disminución de posibilidad de acceso al sol en
relación a los edificios que si poseen retiros.
retiro
con retiro
sin retiro
total
frecuencia
29
225
254
porcentaje
11.4
88.6
100
N válido: 254
Tabla 21: frecuencias para variable retiros.
4.9. Disposición del edificio
La necesidad de analizar la influencia de las disposiciones de edificios de la trama urbana en
el comportamiento de la iluminación natural, se basa en el supuesto de que la morfología del
edificio va a condicionar la accesibilidad a la radiación solar visible.
Disposición
bloque
placa
patio
Total
Frecuencia
243
4
7
254
Porcentaje
95.7
1.6
2.8
100.0
Tabla 22: frecuencias para variable disposición del edificio. Figura 24: gráfico de barras
obtenidas para la variable disposición del edificio.
La tabla de frecuencias (tabla 22) y el grafico de barras (figura 24) establecen que el 95% de
los edificios no residenciales de la Ciudad de Mendoza presentan una disposición edilicia en
bloque, lo que implica que su acceso a la radiación solar visible está dado por las cuatro
fachadas principales. Si tenemos en cuenta que el 90% de los edificios analizados no
presentan retiros podemos concluir que las fachadas anterior y posterior de un edificio son las
únicas posibilidades con que se cuenta para iluminar alcanzando los niveles necesarios para el
tipo de tarea que se desempeña en los edificios no residenciales. Lo que nos obliga a pensar
en la importancia del aprovechamiento del recurso solar en ambas fachadas.
4.10. Disposición del eje mayor con respecto a la FF
El 75% de los edificios analizados tienen su eje mayor dispuesto perpendicular a su FF (tabla
23). Esto implica que sus fachadas de dimensiones menores son la anterior y la posterior, que
como se mencionó anteriormente son las que por lo general tienen opciones de
aprovechamiento de la radiación solar.
paralelo
perpendicular
paralelo perpendicular
Frecuencia
absoluta
Frecuencia
%
62
192
24.4
75.6
Tabla 23: frecuencia absoluta y porcentual para la variable disposición del eje mayor con
respecto a la FF. Figura 25: esquema de eje mayor paralelo y perpendicular con respecto a
la FF.
Del análisis de las tres últimas variables (disposición del edificio, disposición del eje mayor,
retiros) podemos considerar que para los casos estudiados en general no hay posibilidades de
disponibilidad de radiación solar visible por las fachadas laterales, quedando restringido a la
FF y posterior. Asimismo según los datos analizados en Cantón 2004, en la zona de alta
densidad de la Ciudad de Mendoza, el 56% de los casos analizados en su estudio presentan un
rango de 0-20% de superficie libre en el centro de manzana y la relación densidad ediliciaespacio abierto es inversamente proporcional es decir, a mayor densidad constructiva menor
disponibilidad de espacio abierto (Cantón et al, 2004).
23:06:55
22:03:55
21:00:55
19:57:55
18:54:55
17:51:55
16:48:55
15:45:55
14:42:55
13:39:55
12:36:55
11:33:55
10:30:55
09:27:55
08:24:55
07:21:55
06:18:55
05:15:55
04:12:55
03:09:55
02:06:55
01:03:55
140000
130000
120000
110000
100000
90000
80000
70000
60000
50000
40000
30000
20000
10000
0
00:00:55
lux
5.1. Dinámica de la iluminación y clima regional.
Por tratarse de un estudio específico de iluminación natural resulta de fundamental
importancia a la hora de analizar mediante simulaciones o empíricamente los casos
seleccionados contemplar el impacto de la dinámica estacional y diaria del sol (figura 26 y
27). No contemplar esta dimensión, que podríamos incluir dentro de lo que denominamos el
nivel ambiente, puede conducir a graves errores en ILUMINACIA
las futuras
Asimismo
GLOBAL recomendaciones.
DE CIELO CLARO-MENDOZA
Estación de Mediciones LAHV-INCIHUSA CCT CONICET Mendoza (perteneciente
se debe tener en cuenta el tipo de cielo predominante
regional,
para
este
caso
“cielo
claro”.
a la red Internacional de estaciones de medicion de Iluminacion natural IDMP)
horas
junio
diciembre
marzo
setiembre
Figura 26: carta solar para la Ciudad de Mendoza. Figura 27: iluminancia regional de cielo
claro-MENDOZA. Estación de Mediciones LAHV-INCIHUSA CCT CONICET Mendoza
(perteneciente a la red internacional de estaciones de medición de iluminación natural
IDMP)
nivel
urbano
variables
Ancho de
CVU
TA
Diferencia de
pisos con el
edificio de
enfrente
Reflectancia
de la fachada
edilicio
Orientación de
la fachada
Porcentaje de
apertura de
fachada
Número de
pisos del
edificio
Disposición
del edificio
Retiros
Disposición
del eje mayor
resultados
Los ACVU presentes en la
muestra son de 20 y 30m.
Existiendo una mayor
concentración de edificios
en los CVU de 30m.
Las TA que se presentan con
mayor frecuencia son la
morera y el plátano. Con
menor frecuencia
encontramos la presencia de
fresno.
En los cañones
viales de 20m hay
una distribución
bastante
constante de las
tres TA
predominantes.
En los CVU de
30m la presencia
de fresno resulta
despreciable.
El mayor porcentaje de edificio se presenta una
diferencia de piso positiva de 1 a 3 pisos ó
presentan diferencias nulas.
Las fachadas con reflectancias difusas medias
son las que se dan con mayor frecuencia (31%),
seguidas por las difusas bajas y altas. Tener en
cuenta el probable aumento en el uso de
materiales especulares.
La orientación que presentan
las fachadas se distribuyen
No hay una
de modo uniforme entre las
relación entre el
cuatro orientaciones.
porcentaje de
apertura de
Debido a que el rango de
fachada y la
porcentaje de apertura de
orientación de la
fachada inferior (0-20%)
fachada
resulta despreciable, se
deben contemplar el rango
de 20-100%
A mayor número
de pisos que
El 60% de los edificios
presenta un
analizados presentan entre 3 edificio mayor es
y 5 pisos de altura
el porcentaje de
apertura que
presenta
La disposición predominante es en bloque, sin
retiros ni laterales ni frontales.
La disposición del eje mayor es
predominantemente perpendicular a la FF
Tabla 24: resumen de resultados
Lo expuesto en el cuadro se debe insertar en el entorno climático correspondiente, del mismo
modo se debe considerar la dinámica solar.
7. CONCLUSIÓN
A través del análisis de los datos podemos definir cuáles son las situaciones de iluminación
sobre fachadas más características de la zona de mayor densidad de la ciudad de Mendoza,
esto reduce el número de situaciones que se estudiaran mediante simulaciones de alta
precisión. Esta metodología nos permite actuar evitando preconceptos sobre la realidad del
caso de estudio. Por un lado nos permite observar que si bien hay variables que realmente
sufren una reducción de las categorías que se deben analizar, hay otras en que se deben
considerar la totalidad de las categorías debido a que en la realidad todas resultan relevantes.
Por otro lado el análisis de interrelación de variables es una herramienta fundamental que nos
permite interrelacionar las distintas variables, situación que en muchos casos también nos
permite acotar el panorama. Lo que nos indica que si el estudio solo se concentra en lo
morfológico, descartando el análisis de interrelación estadístico se pueden incluir situaciones
que no son realmente representativas.
Asimismo resulta fundamental para estudios de iluminación natural considerar las variables
regionales como ser la ubicación del sitio, el tipo de ciudad, su disposición, tipo de cielo, etc.
El no tener en cuenta estas variables nos puede llevar a comerte errores en futuras
recomendaciones, situación que con mucha frecuencia observamos en la importación de
normas de otras regiones que se hacen sin una revisión regional. Igualmente resultaría
interesante realizar una evaluación en futuros estudios de las nuevas normativas incorporadas
recientemente en el Código de Edificación de la Ciudad de Mendoza, que han flexibilizado
algunos indicadores urbano-arquitectónicos.
Puntualmente para este caso de estudio podemos destacar tres aspectos de fundamental
importancia. En primer lugar, que el acceso a la radiación solar visible a través de la FF de los
edificios es de fundamental importancia para el caso de la Ciudad de Mendoza, ya que las
superficies verticales laterales de los edificios no poseen en su gran mayoría acceso al sol.
Situación que se plantea dado que el 75% de los edificios analizados tienen su eje mayor
dispuesto perpendicular a su fachada, el 90% de los edificios analizados no presentan retiros
laterales y el 95% de los edificios no residenciales de la ciudad de Mendoza presentan una
disposición edilicia en bloque. A lo que se suma la escasa disponibilidad de radiación solar
de la fachada posterior dada por los centros de manzanas reducidos. En segundo lugar la falta
de diferenciación de porcentaje de apertura de fachada por orientación es un aspecto relevante
que nos indica que el estudio del comportamiento de todos los elementos de control solar se
debe hacer para cada una de las orientaciones, determinando su comportamiento y
adaptabilidad para cada una de los escenarios. En tercer lugar los datos muestran que para el
conjunto de edificios analizado existe un predominio de edificios de entre 3 y 5 pisos (60%) y
de diferencias de pisos entre edificios enfrentados de entre 0 a 3 pisos (más del 50%), lo que
se evidencia como positivo con respecto a la disponibilidad de radiación solar visible.
A nivel general podemos afirmar que el análisis estadístico descriptivo mediante el uso de un
paquete estadístico resulta una herramienta fundamental para la investigación, que puede
aportar una visión muy completa y estadísticamente fundamentada de un diagnóstico
morfológico y en particular del panorama lumínico de un área de estudio.
8. BIBLIOGRAFÍA
Baker, N., Steemers, K. Daylight Design of Buildings. London: James & James, 2002. ISBN
9781873936887
Betman, E. Eficacia luminosa en Mendoza. Avances en Energías Renovables y Medio
Ambiente,
5
(2):
8.19-8.24,
2001.
ISSN
0329-5184.
(ftp://ftp.cricyt.edu.ar/pub/lahv/asades/2001/ar17-08.pdf)
Cantón M. A., de Rosa C. Centros libres de manzana en el área metropolitana de Mendoza.
Análisis y diagnostico de la condición del espacio abierto. Avances en Energías
Renovables y Medio Ambiente, 8 (1): 05.31- 05.36 ,2004. ISSN 0329-5184
(http://www.cricyt.edu.ar/lahv/asades/modulos/averma/trabajos/2007/2007-t001a013.pdf)
Cantón, M. A., Martinez, C. F. Sustentabilidad del bosque urbano en zonas áridas. Análisis y
Diagnóstico de la condición de las arboledas en Mendoza – Argentina. PARJAP 6°
Congreso Iberoamericano de Parques y Jardines. Públicos. Póvoa de Lanoso, Portugal,
2009.
(http://www.cricyt.edu.ar/lahv/asades/modulos/averma/trabajos/2011/2011t001-a013.pdf)
Cantón, M. A., Cortegoso, J. L., de Rosas, C. Solar permeability of urban trees in cities of
western
Argentina.
Energy
and
Buildings
20:
219–230,
1993.
(http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/0378778894900256)
Chauvel P., Dogniaux R. Glare from windows: Current views of the problem. Lighting
Research
&
Technology
(14):
31–46,
1982.
(http://lrt.sagepub.com/content/14/1/31.abstract)
Código Urbano y de Edificación (Indicadores Urbanos). Ordenanza 3788/10. Mendoza, 21 de
diciembre de 2010.
Córica, L. Comportamiento de la Luz Natural en Entornos Urbanos Representativos del
Modelo Oasis en Regiones Áridas. Caso de Estudio: Ciudad de Mendoza. Tesis de
Doctorado Departamento de Luminotecnia, Luz y Visión Herberto Büller. Tucumán,
Universidad Nacional de Tucumán. Doctorado: 299, 2009.
Poder Ejecutivo Nacional (P.E.N.). Capítulo 12. Iluminación y color. Decreto reglamentario
de la ley 19.587 de higiene y seguridad en el trabajo. (351/1979).
Santamouris, M., Asimakopoulos, D. N., Assimakopoulos, V. D., Chrisomallidou, N.,
Klitsikas, N., Mangold, D., Michel, P., Tsangrassoulis, A. Energy and Climate in the
Urban Built Environment. London: Editorial James & James, 2001. ISBN 187393690
7.
Schiler, M. Toward a Definition of Glare: Can Qualitative Issues Be Quantified? ARCC.
Paris, 2000. (http://www.mendeley.com/research/toward-definition-glare-qualitativeissues-quantified/)
Webb A. R. Considerations for lighting in the built environment: Non-visual effects of light.
Energy
and
Buildings
38
(7):
721–727,
2006.
(http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0378778806000648)
Abstract: visual comfort and energy savings are result of the proper planning of daylighting
of spaces, as a first step to achieve these objectives we should be aware of the possibility of
access to solar radiation in the visible range of facades. This paper uses a descriptive
morphological analysis (statistical) of the urban and building variables that determine access
to visible radiation of a facade, considering regional variables. Its main objective is to identify
representative cases in relation to light availability of facades, which are then studied in detail
with precision tools. In the present work determines the importance of detailed study of the
front facade of buildings, given that 75% of the buildings analyzed have their central axis
disposed perpendicular to the front facade, 90% have no side retreats and 95% have a block
building disposition. At the same time it diagnosis the lack of difference in percentage of
façade opening according to orientation. It also enhances the methodological value of the
study of interrelated variables and the inclusion of regional variables to the analysis of natural
lighting.
Key words: daylighting, morphological analysis, descriptive statistical analysis, facade.
Agradecimientos: los autores agradecen a la Licenciada Ángela Magdalena Diblasis por su
colaboración.