1. INTRODUCCIÓN
⌅La
ventana acompañada de un adecuado elemento de control solar puede
ofrecer grandes beneficios a los usuarios tanto desde el punto de vista
psicológico como energético (
1
(1) Konstantzos, I., Tzempelikos, A. (2017). Daylight glare evaluation with the sun in the field of view through window shades. Build Environ. 113, 65-77.
). La visión al exterior (
2
(2) Tuaycharoen, N. (2011). Windows are less glaring when there is a preferred view. 09(01), 45-55.
), las mejoras en el funcionamiento del sistema circadiano (
3
(3) Webb, A.R. (2006). Considerations for lighting in the built environment: Non-visual effects of light. Energy Build. 38(7), 721-7.
)
y la calidad de la composición espectral son algunos beneficios desde
el punto de vista psicológico. Mientras que la reducción de energía
eléctrica y la ventilación de un espacio son algunos de los beneficios
desde una perspectiva energética.
Las cortinas textiles interiores son un elemento de sombreado muy utilizado, tanto a nivel local (Mendoza, Argentina) (
4
(4)
Villalba, A.M., Pattini, A.E., Córica, M.L. (2012). Análisis de las
características morfológicas de las envolventes edilicias y del entorno
urbano desde la perspectiva de la iluminación natural. Ambient Construído. 12(4), 159-75.
)
como internacional, por su bajo costo y apariencia visual. La
aplicación adecuada de las cortinas “roller” puede mejorar la calidad de
la iluminación interior, reduciendo el deslumbramiento, y tiene el
potencial de reducir el consumo de energía para iluminación, calefacción
y refrigeración de los espacios interiores (
5
(5)
Tzempelikos, A., Shen, H. (2013). Comparative control strategies for
roller shades with respect to daylighting and energy performance. Build Environ. 67, 179-92.
,
6
(6)
Konstantzos, I., Tzempelikos, A., Chan, Y.C. (2015). Experimental and
simulation analysis of daylight glare probability in offices with
dynamic window shades. Build Environ. 87, 244-54.
).
Evitar el deslumbramiento es uno de los mayores desafíos para lograr el
confort visual y una barrera fundamental para el uso de la iluminación
natural en oficinas (Shin et al., 2012). A lo largo de los años,
numerosos estudios se han enfocado en el desarrollo de métricas que
permiten cuantificar el deslumbramiento, como así también su capacidad
de evaluar cortinas “roller” (
1
(1) Konstantzos, I., Tzempelikos, A. (2017). Daylight glare evaluation with the sun in the field of view through window shades. Build Environ. 113, 65-77.
,
6
(6)
Konstantzos, I., Tzempelikos, A., Chan, Y.C. (2015). Experimental and
simulation analysis of daylight glare probability in offices with
dynamic window shades. Build Environ. 87, 244-54.
,
7
(7)
Yamin Garreton, J., Villalba, A.M., Rodríguez, R.G., Pattini, A.
(2021). Roller blinds characterization assessing discomfort glare, view
outside and useful daylight illuminance with the sun in the field of
view. Sol Energy. 213, 91-101.
). Sin embargo, estos estudios suelen estar basados solamente en estudios de simulación (
5
(5)
Tzempelikos, A., Shen, H. (2013). Comparative control strategies for
roller shades with respect to daylighting and energy performance. Build Environ. 67, 179-92.
),
o están acotados a una sola dirección de visión del observador además
de utilizar una sola métrica para la evaluación del deslumbramiento (
1
(1) Konstantzos, I., Tzempelikos, A. (2017). Daylight glare evaluation with the sun in the field of view through window shades. Build Environ. 113, 65-77.
,
6
(6)
Konstantzos, I., Tzempelikos, A., Chan, Y.C. (2015). Experimental and
simulation analysis of daylight glare probability in offices with
dynamic window shades. Build Environ. 87, 244-54.
,
7
(7)
Yamin Garreton, J., Villalba, A.M., Rodríguez, R.G., Pattini, A.
(2021). Roller blinds characterization assessing discomfort glare, view
outside and useful daylight illuminance with the sun in the field of
view. Sol Energy. 213, 91-101.
), cuando varios
autores afirman que se necesita más de una métrica para cuantificar el
deslumbramiento en presencia de luz solar directa (
8
(8) Jakubiec, J.A., Reinhart, C.F. (2016). A concept for predicting occupants’ long-term visual comfort within daylit spaces. Leukos. 12(4), 185-202.
,
9
(9)
Van Den Wymelenberg, K.G. (2014). Visual comfort, discomfort glare, and
occupant fenestration control: Developing a research agenda. Leukos
[Internet]. 2014 Aug 8 [cited 2015 Dec 4]. 10(4), 207-21. Retrieved from
http://www.tandfonline.com/doi/abs/10.1080/15502724.2014.939004
.
).
Dentro
de los modelos de deslumbramiento encontramos, por un lado, el modelo
de deslumbramiento con luz natural más validado internacionalmente que
es el modelo denominado DGP (Daylight glare probability) [
1
] (
8
(8) Jakubiec, J.A., Reinhart, C.F. (2016). A concept for predicting occupants’ long-term visual comfort within daylit spaces. Leukos. 12(4), 185-202.
,
9
(9)
Van Den Wymelenberg, K.G. (2014). Visual comfort, discomfort glare, and
occupant fenestration control: Developing a research agenda. Leukos
[Internet]. 2014 Aug 8 [cited 2015 Dec 4]. 10(4), 207-21. Retrieved from
http://www.tandfonline.com/doi/abs/10.1080/15502724.2014.939004
.
,
10
(10)
Wienold, J., Christoffersen, J. (2006). Evaluation methods and
development of a new glare prediction model for daylight environments
with the use of CCD cameras. Energy Build. 38(7), 743-57.
).
Este modelo, a diferencia de las otras métricas existentes, incluye
parámetros de contraste y saturación en la misma ecuación (
11
(11) Wienold, J. (2009). Daylight glare in offices PhD thesis. Universität Karlsruhe.
).
El parámetro de contraste puede calcularse a partir de la relación
entre la luminancia de fuente y la medida fotométrica de adaptación del
ojo (luminancia de una tarea específica, Iluminancia vertical o
luminancia de fondo); y el parámetro de saturación, es la cantidad de
luz que llega a los ojos, en este caso la iluminancia vertical (Ev) (
12
(12)
Wienold, J., Iwata, T., Sarey-Khanie, M., Erell, E., Kaftan, E.,
Rodriguez, R.G., et al. (2019). Cross-validation and robustness of
daylight glare metrics. Light Res. Technol. 51(7).
). Sin embargo, un estudio específico realizado sobre textiles (
13
(13)
Konstantzos, I., Tzempelikos, A. (2014). Daylight glare probability
measurements and correlation with indoor illuminances in a full-scale
office with dynamic shading controls.
), mostró que el
DGP tuvo una correlación elevada con la percepción de las personas,
pero esta relación no fue lineal, posiblemente porque el DGP fue
desarrollado experimentalmente sin elementos de sombreado textiles.
Donde Ev es la iluminancia vertical a nivel de los ojos (lux), Ls es la luminancia de la fuente (cd/m2), es el ángulo sólido y P es el índice de posición de la fuente.
Por otro lado, otras métricas de deslumbramiento con buen desempeño (
12
(12)
Wienold, J., Iwata, T., Sarey-Khanie, M., Erell, E., Kaftan, E.,
Rodriguez, R.G., et al. (2019). Cross-validation and robustness of
daylight glare metrics. Light Res. Technol. 51(7).
) y que incluyen exclusivamente parámetros de contraste son: el modelo CGI (Cie glare Index) [
2
] (
14
(14) Einhorn, H.D. (1979). Discomfort glare: a formula to bridge differences. Light Res Technol. 11(2), 90-4.
) y el modelo DGI (Daylight Glare Index) [
3
] (
15
(15) Hopkinson, R.G., Collins, J.B. (1963). The prediction and avoidance of glare in interior lighting. Ergonomics. 6(4), 379-83.
),
que sólo incluye relaciones de contraste y conviene utilizarse cuando
la relación entre la luminancia de la fuente y la tarea es alta. Si bien
sólo el DGI fue desarrollado para grandes fuentes y luz natural y el
CGI fue desarrollado en condiciones de luz artificial, esta última ha
sido validada en condiciones de luz natural (
12
(12)
Wienold, J., Iwata, T., Sarey-Khanie, M., Erell, E., Kaftan, E.,
Rodriguez, R.G., et al. (2019). Cross-validation and robustness of
daylight glare metrics. Light Res. Technol. 51(7).
).
Donde Ed es la iluminancia directa (lux), la Ev es la iluminancia vertical a nivel de los ojos (lux), Ls es la luminancia de la fuente (cd/m2), ω es el ángulo sólido, P es el índice de posición de la fuente y Lb es la Luminancia de fondo.
Por último, la métrica Iluminancia vertical a nivel de los ojos (Ev) es una métrica exclusivamente de saturación (
10
(10)
Wienold, J., Christoffersen, J. (2006). Evaluation methods and
development of a new glare prediction model for daylight environments
with the use of CCD cameras. Energy Build. 38(7), 743-57.
), que conviene utilizar cuando la iluminancia que llega al ojo es elevada (
13
(13)
Konstantzos, I., Tzempelikos, A. (2014). Daylight glare probability
measurements and correlation with indoor illuminances in a full-scale
office with dynamic shading controls.
).
La
importancia de estas cuatro métricas es que la métrica DGP y Ev
mostraron el mejor desempeño y robustez (puesto 1 y 2) en un estudio
comparativo de métricas de deslumbramiento publicado por Jan Wienold (
10
(10)
Wienold, J., Christoffersen, J. (2006). Evaluation methods and
development of a new glare prediction model for daylight environments
with the use of CCD cameras. Energy Build. 38(7), 743-57.
).
Ambas métricas fueron probadas en situaciones donde predominaba la
saturación y no el contraste. Sin embargo, si bien el DGP incluye
parámetros de saturación y contraste en su ecuación, un estudio mostró
que el modelo DGP está influenciado principalmente por el primer término
de la ecuación (Ev) y su peso relativo en la ecuación no está claro,
especialmente en los casos en que el segundo término (contraste) se
vuelve significativo (
13
(13)
Konstantzos, I., Tzempelikos, A. (2014). Daylight glare probability
measurements and correlation with indoor illuminances in a full-scale
office with dynamic shading controls.
). Por este
motivo es importante utilizar métricas de contraste independientemente
del DGP (como CGI y DGI) que si bien ocupan lugares más abajo en el
ranking del estudio (
10
(10)
Wienold, J., Christoffersen, J. (2006). Evaluation methods and
development of a new glare prediction model for daylight environments
with the use of CCD cameras. Energy Build. 38(7), 743-57.
) (ambas en el puesto 10) mostraron un buen desempeño en varios estudios (
1
(1) Konstantzos, I., Tzempelikos, A. (2017). Daylight glare evaluation with the sun in the field of view through window shades. Build Environ. 113, 65-77.
,
16
(16)
Shafavi, N.S., Zomorodian, Z.S., Tahsildoost, M., Javadi, M. (2020).
Occupants visual comfort assessments: A review of field studies and lab
experiments. Sol Energy. 208, 249-74.
). El
hecho de que no ocuparon un puesto importante en el estudio de
cross-validación se debe a que dominaban las situaciones de saturación y
no de contraste en dicho estudio.
Es importante destacar que
además de las relaciones de saturación y contraste existen varios
factores que podrían influir en la sensación de deslumbramiento y
todavía no están bien identificados (
17
(17) Pierson, C., Wienold, J., Bodart, M. (2017). Discomfort glare perception in daylighting: influencing factors. Energy Procedia. 122, 331-6.
).
Debido a la complejidad del concepto de confort visual es imposible
encontrar una métrica global de deslumbramiento aplicable a todas las
condiciones lumínicas (
16
(16)
Shafavi, N.S., Zomorodian, Z.S., Tahsildoost, M., Javadi, M. (2020).
Occupants visual comfort assessments: A review of field studies and lab
experiments. Sol Energy. 208, 249-74.
).
En este trabajo se analiza qué métrica de deslumbramiento es preferible utilizar para evaluar el efecto de los textiles tipo “roller” sobre este parámetro. Se analiza, por un lado, la posibilidad de utilizar una métrica global (DGP) que incluya ambos factores de saturación y contraste en la ecuación. Por otro lado, utilizar una métrica específica a la situación lumínica predominante. Es decir, usar una métrica de saturación (Ev) si prima la cantidad de luz que llega a los ojos o una de métrica de contraste (CGI y DGI) si prima el alto contraste entre la luminancia de la fuente y la tarea. Como tercera opción se propone utilizar más de una métrica. Por último, una vez seleccionado el método más apropiado, se evalúa el deslumbramiento en los textiles seleccionados. El objetivo final es proponer un sistema de puntuación para seleccionar textiles.
2. MATERIAL Y MÉTODO
⌅2.1. Selección de textiles
⌅Las
principales propiedades ópticas que caracterizan a los tejidos de
sombreado son el factor de apertura (OF) y el color. El OF es un
indicador de la densidad del tejido y de la transmisión de la luz
directa, mientras que el color tiene una fuerte influencia en la
transmitancia visible del tejido, dada por las múltiples reflexiones
entre las fibras (
18
(18) Kotey, N.A., Wright, J.L, Collins, M.R. (2009). Determining off-normal solar optical properties of roller blinds.
).
De acuerdo a este criterio y considerando los tejidos que reportaron el
mayor volumen de ventas durante el último año en el mercado local se
seleccionaron nueve textiles. Las propiedades ópticas de los textiles se
encuentran detallados en la
Tabla 1
.
La transmitancia visible (Tv) es el porcentaje de luz visible que se
transmite a través del tejido y la reflectancia visible (Rv) es la
fracción de la luz incidente que es reflejada por el tejido.
| Código | Imagen | Color de la fibra | OF (%) | Tv | Rv |
|---|---|---|---|---|---|
| 4301 | Blanco-blanco | 3 | 0.20 | 0.73 | |
| 4001 | Blanco-blanco | 5 | 0.24 | 0.72 | |
| 3006 | Blanco-blanco | 14 | 0.28 | 0.69 | |
| 4308 | Blanco con gris | 3 | 0.10 | 0.50 | |
| 9808 | Gris-gris | 5 | 0.17 | 0.53 | |
| 3008 | Blanco con gris | 14 | 0.25 | 0.44 | |
| 2007 | Blanco con gris | 5 | 0.11 | 0.37 | |
| 3009 | Negro con gris | 14 | 0.17 | 0.08 | |
| 2004 | Negro | 5 | 0.07 | 0.05 |
2.2. Laboratorio de ensayos fotométricos
⌅Los
9 textiles fueron evaluados en condiciones de luz natural con cielo
claro en el Laboratorio de Ensayos Fotométricos ubicado en el
CCT-Conicet Mendoza- Argentina (
Figura 1
). Este laboratorio cuenta con dos salas experimentales de iguales dimensiones (
Figura 2
).
Ambas salas tienen una ventana de 1m x 1m donde se colocaron los
textiles evaluados. En este estudio se utilizó sólo una sala (
Figura 3
). La descripción física del Laboratorio experimental se encuentra detallado en (
7
(7)
Yamin Garreton, J., Villalba, A.M., Rodríguez, R.G., Pattini, A.
(2021). Roller blinds characterization assessing discomfort glare, view
outside and useful daylight illuminance with the sun in the field of
view. Sol Energy. 213, 91-101.
).
Se evaluaron dos puestos de trabajo (
Figura 3
-
4
),
el primero ubicado frente a la ventana (FV), este se consideró como el
puesto más crítico posible por tener el disco solar en el campo de
visión central. Estas condiciones pueden encontrarse en escenarios
reales (
19
(19)
Yamin Garretón, J.A., Colombo, E.M., Pattini, A.E. (2018). A global
evaluation of discomfort glare metrics in real office spaces with
presence of direct sunlight. Energy Build. 166.
).
El segundo puesto, ubicado perpendicular a la ventana (PV) y sin el
disco solar presente en el campo de visión se consideró como el puesto
menos crítico. En este puesto había presencia de manchas de sol o
reflejos en el campo de visión del observador. También se evaluaron los
dos puestos de trabajo FV y PV sin elemento de sombreado para tener un
escenario control.
El experimento se llevó a cabo durante los meses de abril y mayo de 2019 de 9:00 a 13:00 (período con presencia de luz directa en el recinto a evaluar).
2.3. Deslumbramiento y contraste de luminancias
⌅El
deslumbramiento y el contraste de luminancias fue calculado mediante
imágenes de alto rango dinámico (HDR), las cuales están compuestas por
alrededor de 8-12 imágenes de bajo rango dinámico (LDR). Estas LDR
fueron tomadas con una cámara Nikon D610 con un lente ojo de pez (Sigma 8
mm 1:3.5). La cámara estuvo montada en un trípode a 1.2 m de altura
apuntando al centro de la pantalla, simulando la visión del ocupante. El
procedimiento de selección y creación de las HDR se encuentra detallado
en (
7
(7)
Yamin Garreton, J., Villalba, A.M., Rodríguez, R.G., Pattini, A.
(2021). Roller blinds characterization assessing discomfort glare, view
outside and useful daylight illuminance with the sun in the field of
view. Sol Energy. 213, 91-101.
). Una vez calibradas las HDR con el luminancímetro y validadas con el luxómetro, mediante el programa Evalglare 1.21 (
20
(20) Wienold, J. Evalglare (version v1.22). 2015. p. 1-4.
) se calcularon las cuatro métricas de deslumbramiento (
Tabla 2
). Se analizan dos métricas de contraste para comprobar cuál es más sensible.
). El umbral de deslumbramiento-no deslumbramiento se encuentra en la categoría Notable - Perturbador.
| Métrica | Imperceptible -Notable | Notable -Perturbador | Perturbador -Intolerable | |
|---|---|---|---|---|
| Contraste saturación | DGP | 0.34 | 0.38 | 0.45 |
| Contraste 1 | CGI | 28.7 | 31.0 | 34.8 |
| Contraste 2 | DGI | 19 | 19.9 | 22.4 |
| Saturación | Ev | 2484 | 3359 | 4384 |
Se
calculó el contraste de luminancias, mediante la relación entre la
luminancia de la tarea (LT) y la luminancia de la fuente (LF). Esta
relación no debe ser mayor a 1:20 (
21
(21)
DiLaura, D.L., Houser, K.W., Mistrick, R.G. (2011). The lighting
handbook reference and application. The lighting handbook reference and
application. New York (NY): Illuminating Engineering Society of North
America. 1328 p. Illuminating Engineering Society of North America New
York (NY). 1328.
). Tanto la LT como la LF son calculadas con el programa Evalglare. En la
tabla 3
se observa cómo se calcula esta relación para el textil 4308 a las 9:00 horas.
| Textil | Hora | LF | LT | Contraste (LT:LF) |
|---|---|---|---|---|
| 4308 | 09:00 | 2689 | 34 | 1:79,08 |
2.4. Asignación de puntaje: nivel de deslumbramiento
⌅La tabla 4 muestra la metodología utilizada para calcular el nivel de deslumbramiento de los textiles. Se toma como ejemplo el textil 2007 (puesto FV).
| 1 | 2 | 3 | ||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 2007 | DGP | CGI | DGI | Ev | DGP | CGI | DGI | Ev | DGP | CGI | DGI | Ev |
| 9:00 | 0,17 | 7,59 | 1,5 | 296 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 10:00 | 0,41 | 43,24 | 20,25 | 1222 | 3 | 4 | 3 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 |
| 11:00 | 0,42 | 43,98 | 19,8 | 1175 | 3 | 4 | 2 | 1 | 1 | 1 | 0 | 0 |
| 12:00 | 0,37 | 39 | 18,15 | 783 | 2 | 4 | 1 | 1 | 0 | 1 | 0 | 0 |
| 13:00 | 0,17 | 2,43 | 7,7 | 342 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| Puntuación por métrica | 2 | 3 | 1 | 0 | ||||||||
| Puntuación final | 6 | |||||||||||
En la
tabla 4
apartado 1 se pueden observar los valores continuos de las cuatro
métricas de deslumbramiento (DGP, CGI, DGI y Ev). Posteriormente estos
valores continuos se convirtieron en valores ordinales (1-Imperceptible
2-Notable 3-Perturbador y 4-Intolerable) (
Tabla 4
apartado 2) a partir de los valores de corte establecidos en (
12
(12)
Wienold, J., Iwata, T., Sarey-Khanie, M., Erell, E., Kaftan, E.,
Rodriguez, R.G., et al. (2019). Cross-validation and robustness of
daylight glare metrics. Light Res. Technol. 51(7).
) que se detallan en la
tabla 2
.
El siguiente paso fue recodificar los valores ordinales en valores
dicotómicos considerando el siguiente criterio: Los valores de
deslumbramiento imperceptible (
1
(1) Konstantzos, I., Tzempelikos, A. (2017). Daylight glare evaluation with the sun in the field of view through window shades. Build Environ. 113, 65-77.
) y notable (
2
(2) Tuaycharoen, N. (2011). Windows are less glaring when there is a preferred view. 09(01), 45-55.
) se definieron como “Ausencia de deslumbramiento =0 “y los valores de deslumbramiento perturbador (
3
(3) Webb, A.R. (2006). Considerations for lighting in the built environment: Non-visual effects of light. Energy Build. 38(7), 721-7.
) e intolerable (
4
(4)
Villalba, A.M., Pattini, A.E., Córica, M.L. (2012). Análisis de las
características morfológicas de las envolventes edilicias y del entorno
urbano desde la perspectiva de la iluminación natural. Ambient Construído. 12(4), 159-75.
) como “Presencia de deslumbramiento =1” (
Tabla 4
apartado 3). Estas puntuaciones se obtuvieron por hora y de la
sumatoria de estos valores se obtiene la puntuación final del textil.
3. RESULTADOS Y DISCUSIÓN
⌅3.1. Situación lumínica predominante: Contraste o saturación
⌅El primer paso en este estudio fue determinar qué situación lumínica es predominante en el espacio, si el contraste o la saturación. Este análisis se realizó por puesto de trabajo.
Puesto FV: Por un lado,
considerando los escenarios con textiles, en el 100% de las condiciones
lumínicas se registraron valores de contraste entre la fuente y la
tarea mayores a 1:20. Mientras que la Ev que llega al ojo (saturación)
fue en el 86.3% de los casos menor a 3359 lx (Umbral de deslumbramiento a
partir de la Ev)(
12
(12)
Wienold, J., Iwata, T., Sarey-Khanie, M., Erell, E., Kaftan, E.,
Rodriguez, R.G., et al. (2019). Cross-validation and robustness of
daylight glare metrics. Light Res. Technol. 51(7).
).
Sólo en un 13.3% de los casos predominaron situaciones de saturación,
estos casos fueron: 4001-10:00, 3006-10:00, 3008-10:00/11:00 y
3009-10:00/11:00. Si bien fue predominante el contraste frente a la
saturación, como hubo un 13.3% de situaciones donde también predominaba
la saturación, se consideró más apropiado utilizar las cuatro métricas
para poder compararlas entre sí. Por otro lado, en el escenario sin
control se registraron situaciones de altos contrastes y saturación en
todo el período evaluado.
Puesto PV: Por un lado, considerando los escenarios con textiles, en el 100% de las condiciones lumínicas se registraron valores de saturación menores a 3359 lx mientras que las relaciones de contraste fueron mayores a 1:20 sólo en el 8.8% de los casos, estos textiles fueron el 3008 (gris-blanco) y 3006 (blanco-blanco) a las 9:00 y 10:00. Es importante considerar que estos dos textiles presentan una combinación de propiedades ópticas que propician esta condición. Por un lado, valores de Tv de entre un 25 y un 28% y, por otro lado, un OF de 14, lo que implica que el 14% de la radiación solar directa que impacta sobre el tejido ingresa sin interferencia al espacio interior. En el escenario 3009, la relación de contraste es inferior a 1:20 debido a que el color oscuro del tejido disminuye la transmitancia visible del mismo (3%) compensando el efecto del elevado OF (14%). En el 91.2% de los casos restantes no hubo altos contrastes entre la fuente y la tarea. Por otro lado, respecto al escenario sin control, se registraron situaciones de altos contrastes y saturación sólo entre las 9:00 y las 10:00.
Como los dos puestos muestran características fotométricas muy diferentes, el análisis de los mismos se realiza por separado.
3.2. Deslumbramiento
⌅La tabla 5 (puesto FV) y la tabla 6 (puesto PV) muestran los valores de deslumbramiento dicotómico (Ev, CGI, DGI y DGP) para los 9 textiles y sin control solar por hora, como así también el puntaje final que estas métricas le asignan al textil. A partir de los valores de las tablas 3 y 4 se calculó el nivel de coincidencia de las 4 métricas de deslumbramiento y se propuso una metodología para la selección del mejor textil frente al deslumbramiento.
| 09:00 | 10:00 | 11:00 | 12:00 | 13:00 | SUMA | ||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 4308 | Ev | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| CGI | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 1 | |
| DGI | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 1 | |
| DGP | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 1 | |
| 2007 2004 | Ev | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| CGI | 0 | 1 | 1 | 1 | 0 | 3 | |
| DGI | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 1 | |
| DGP | 0 | 1 | 1 | 0 | 0 | 2 | |
| 9808 | Ev | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 1 |
| CGI | 0 | 1 | 1 | 0 | 0 | 2 | |
| DGI | 0 | 1 | 1 | 0 | 0 | 2 | |
| DGP | 0 | 1 | 1 | 0 | 0 | 2 | |
| 4301 | Ev | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| CGI | 1 | 1 | 1 | 0 | 0 | 3 | |
| DGI | 1 | 1 | 1 | 0 | 0 | 3 | |
| DGP | 1 | 1 | 1 | 0 | 0 | 3 | |
| 4001 | Ev | 1 | 1 | 1 | 0 | 0 | 3 |
| CGI | 1 | 1 | 1 | 0 | 0 | 3 | |
| DGI | 1 | 1 | 1 | 0 | 0 | 3 | |
| DGP | 1 | 1 | 1 | 0 | 0 | 3 | |
| 3006 3009 | Ev | 0 | 1 | 1 | 1 | 0 | 3 |
| CGI | 0 | 1 | 1 | 1 | 0 | 3 | |
| DGI | 0 | 1 | 1 | 1 | 0 | 3 | |
| DGP | 0 | 1 | 1 | 1 | 0 | 3 | |
| 3008 | Ev | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 | 4 |
| CGI | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 | 4 | |
| DGI | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 | 4 | |
| DGP | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 | 4 | |
| S/C | Ev | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 5 |
| CGI | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 5 | |
| DGI | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 5 | |
| DGP | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 5 |
| 09:00 | 10:00 | 11:00 | 12:00 | 13:00 | SUMA | ||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Textiles* | Ev | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| CGI | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | |
| DGI | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | |
| DGP | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | |
| 3008-3006 | Ev | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| CGI | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 1 | |
| DGI | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | |
| DGP | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | |
| S/C | Ev | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 2 |
| CGI | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 2 | |
| DGI | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | |
| DGP | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 2 |
3.3. Coincidencia entre las métricas de deslumbramiento
⌅El grado de coincidencia de las cuatro métricas se evaluó de acuerdo al puesto de trabajo.
Respecto al puesto FV, en la tabla 7 se observa a la izquierda, el acuerdo total entre métricas, presentándose dos casos: que las cuatro métricas coincidan en términos de ausencia (0= Ninguna métrica predijo deslumbramiento) y presencia de deslumbramiento (4 = Las cuatro métricas predijeron deslumbramiento). A la derecha se observa el acuerdo parcial entre métricas (3 = Tres métricas predijeron deslumbramiento) (2 = Dos métricas predijeron deslumbramiento) y (1= Una métrica predijo deslumbramiento).
| Número de veces que coinciden las 4 métricas | Número de veces que coinciden 1, 2 y 3 métricas | |||
|---|---|---|---|---|
| 0 | 4 | 1 | 2 | 3 |
| 20 (40%) | 19 (38%) | 2 (4%) | 2 (4 %) | 7 (14%) |
| 39 (78%) | 11 (22%) | |||
| Total 50 / 100% | ||||
Las cuatro métricas coincidieron en la predicción de ausencia (0) o presencia (4) de deslumbramiento un 78% de los casos. Del resto de los casos analizados, tres métricas -DGP, CGI y DGI- coincidieron en la cuantificación del deslumbramiento en un 14% de los casos (4308, 2007, 2004 y 9808 a las 10:00 a.m. y 4301 de 9:00 a.m. a 11:00 a.m.). Sólo dos métricas -DGP y CGI- predijeron deslumbramiento en los textiles 2007 y 2004 a las 11:00 (4% de los casos). Mientras que sólo una métrica predijo deslumbramiento en el 4% de los casos restantes, esta métrica fue el CGI y predijo deslumbramiento en los textiles 2007 y 2004 a las 12:00.
A partir de lo expuesto en el párrafo anterior se pone en
evidencia que la métrica CGI fue la más sensible al deslumbramiento en
situaciones de altos contrastes, siguiendo la métrica DGP también con
una alta sensibilidad, luego la métrica DGI y por último la métrica Ev
que mostró la menor sensibilidad para cuantificar deslumbramiento, por
lo que no es recomendada para utilizarse en estas condiciones lumínicas.
Es importante destacar que la métrica CGI mostró mayor sensibilidad que
la métrica DGI a pesar de que esta última fue desarrollada para grandes
fuentes y luz natural mientras que la métrica CGI fue desarrollada para
fuentes pequeñas en retícula y luz artificial. Por último, se destaca
que en los textiles intermedios (gris con blanco) y oscuros (negro) con
factores de abertura reducido- intermedios (
5
(5)
Tzempelikos, A., Shen, H. (2013). Comparative control strategies for
roller shades with respect to daylighting and energy performance. Build Environ. 67, 179-92.
) y con las Tv bajas 2007=0.11 / 2004=0.07, las métricas Ev y DGI no pudieron cuantificar el deslumbramiento.
Respecto al puesto PV en la tabla 8 se observa el grado de coincidencia de las cuatro métricas.
| Número de veces que coinciden las 4 métricas | Número de veces que coinciden 1, 2 y 3 métricas | |||
|---|---|---|---|---|
| 0 | 4 | 1 | 2 | 3 |
| 46 (92%) | 1 (2%) | 2 (4%) | 0 (0 %) | 1 (2%) |
| 47 (92%) | 3 (6%) | |||
| Total 50 / 100% | ||||
El número de veces que las cuatro métricas coincidieron en la predicción de ausencia (0) y presencia (4) de deslumbramiento fue del 92%. Sólo tres métricas coincidieron en cuantificar el deslumbramiento en un 2% de casos, estas métricas fueron el DGP, CGI y Ev. La métrica CGI predijo deslumbramiento en los textiles 3008 y 3006 a las 10:00 a.m. (4% de casos).
En este puesto, al igual que en el puesto FV, la métrica CGI fue la más sensible al deslumbramiento en situaciones con altos contrastes. Estas situaciones fueron generadas por los textiles intermedios y claros 3008 y 3006 con las Tv más altas 3006=0.28 y 3008=0.25 y valores de OF de 14%, donde las métricas restantes Ev, DGI y DGP no pudieron detectar el deslumbramiento.
3.4. Propuesta metodológica para la selección del textil con mejor desempeño frente al deslumbramiento
⌅A partir del análisis de la sección anterior se utilizan dos criterios para puntuar los textiles. El primer criterio es utilizar sólo la métrica CGI por ser la métrica más sensible en las condiciones lumínicas evaluadas (altos contrastes) y el segundo criterio es sumar las puntuaciones de la métrica CGI y DGP, ya que esta última también mostró alta sensibilidad y además tiene la capacidad de evaluar contraste y saturación. La tabla 9 muestra las puntuaciones por textil para el puesto FV, la tabla 10 las puntuaciones para el puesto PV y la tabla 11 muestra la puntuación final por textil a través de la suma de las puntuaciones de ambos puestos FV y PV.
| FV | 4308 | 9808 | 2007 | 2004 | 4301 | 4001 | 3006 | 3009 | 3008 | S/C |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| CGI | 1 | 2 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 4 | 5 |
| CGI+DGP | 2 | 4 | 5 | 5 | 6 | 6 | 6 | 6 | 8 | 10 |
| PV | 4308 | 9808 | 2007 | 2004 | 4301 | 4001 | 3009 | 3006 | 3008 | S/C |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| CGI | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 2 |
| CGI+DGP | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 4 |
| FV+PV | 4308 | 9808 | 2007 | 2004 | 4301 | 4001 | 3009 | 3006 | 3008 | S/C |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| CGI | 1 | 2 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 4 | 5 | 7 |
| CGI+DGP | 2 | 4 | 5 | 5 | 6 | 6 | 6 | 7 | 9 | 14 |
Respecto al control del deslumbramiento de los textiles en el puesto FV ( Tabla 9 ), los textiles que obtuvieron el mejor puntaje utilizando ambos criterios (CGI y CGI+DGP) fueron: Primero el textil 4308 con deslumbramiento molesto sólo a las 10:00 horas. Este textil es de un color intermedio (gris y blanco), presenta un OF de 3% y una Tv de 10%. El segundo textil mejor puntuado fue el 9808 registrando deslumbramiento molesto a las 10:00 a.m. y 11:00 a.m. horas. El tejido 9808 es de color gris, presenta un OF de 5% y una Tv de 17%. En tercer lugar, se encuentran los textiles 2007, 2004, 4301, 4001, 3006 y 3009 según el criterio CGI, sin embargo, si utilizamos el segundo criterio (CGI+DGP), sobresalen los textiles 2007 y 2004 obteniendo una mejor puntuación.
Respecto al control del deslumbramiento de los textiles en el puesto PV ( Tabla 10 ), los textiles que obtuvieron el mejor puntaje utilizando ambos criterios (CGI y CGI+DGP) fueron el 4308, 9808, 2007, 2004, 4301,4001, 3009. Con el uso de estos siete textiles no se registró deslumbramiento molesto en todo el período de medición. Por último, en los textiles 3006 y 3008, sí se registró deslumbramiento a las 10:00.
Respecto a la puntuación final de los textiles ( Tabla 11 ), se puede observar una mejor jerarquización de los mismos. Esta jerarquización se ve mejorada aún más utilizando el segundo criterio de puntuación (CGI +DGP), que permite una diferenciación más detallada del comportamiento respecto al deslumbramiento de los textiles. De esta manera podemos observar que el mejor textil es el 4308, en segundo lugar, el 9808, en tercer lugar, el 2007 y 2004, en cuarto lugar, los textiles 4301,4001 y 3009, en quinto el 3006 y en sexto lugar el 3008. Por último, en la tabla 12 se ordenan los textiles de acuerdo al criterio de puntuación (CGI+DGP) conjuntamente con sus propiedades (OF, Color, Tv, Rv). Donde se observa que menores valores de Tv y OF están asociados a menores valores de deslumbramiento y que la correlación (Pearson) entre la puntación de deslumbramiento y el OF (r=0.71, p=0.032) y la Tv (r=0.72, 9=0.028) fue elevada y significativa, mientras que la relación con la Rv (r=0.09, p=0.81) y el color (rho=0.35, p=0.35) fue baja y no significativa.
| Código | Imagen | Color de la fibra | OF(%) | Tv | Rv | Puntuación textil (CGI+DGP) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 4308 | Blanco con gris | 3 | 0.10 | 0.50 | 2 | |
| 9808 | Gris-gris | 5 | 0.17 | 0.53 | 4 | |
| 2007 | Blanco con gris | 5 | 0.11 | 0.37 | 5 | |
| 2004 | Negro | 5 | 0.07 | 0.05 | 5 | |
| 4301 | Blanco-blanco | 3 | 0.20 | 0.73 | 6 | |
| 4001 | Blanco-blanco | 5 | 0.24 | 0.72 | 6 | |
| 3009 | Negro con gris | 14 | 0.17 | 0.08 | 6 | |
| 3006 | Blanco-blanco | 14 | 0.28 | 0.69 | 7 | |
| 3008 | Blanco con gris | 14 | 0.25 | 0.44 | 9 |
3.5. Limitaciones de este trabajo
⌅Es importante mencionar algunas limitaciones que presenta el trabajo desarrollado y su impacto sobre los resultados obtenidos. Por un lado, en futuros trabajo se prevé repetir las mediciones tanto en solsticios como en equinoccios para tener un monitoreo completo de las condiciones de iluminación anuales. Asimismo, es fundamental repetir este estudio para otras orientaciones de fachada debido a que esto también modifica las condiciones de iluminación a la que estará expuesto el espacio. Por otro lado, si bien se evaluaron dos posiciones del puesto de trabajo muy diferentes, en futuros trabajos se debería incluir una tercera posición de puesto de trabajo, es decir una posición intermedia en donde el disco solar esté presente en el campo de visión periférico. Otro aspecto a incluir en futuros estudios son mediciones subjetivas de las personas.
4. AGRADECIMIENTOS
⌅Esta investigación es financiada por el Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y técnicas (CONICET). Se agradece a Raúl Mercado (técnico principal CONICET) por ayudarnos con las mediciones de los textiles y a la empresa Dino Conte por proveer las muestras de cortinas roller para este estudio. Proyectos: ANPCYT: PICT-2018-03269; PICT-2017-1088; PICT-2018-02080; PICT-2019- 04356.
5. CONCLUSIONES
⌅El objetivo de este trabajo fue, por un lado, conocer qué métrica es más sensible al deslumbramiento en las situaciones evaluadas (escenas donde predominó el contraste) y por otro lado, evaluar el deslumbramiento en los textiles con la/las métricas más apropiadas. De acuerdo a esta finalidad se evaluaron 9 textiles de diferentes propiedades (Color, OF, Tv, Rv) en dos configuraciones del puesto de trabajo, un puesto frontal a la ventana y otro perpendicular a la misma. El primer puesto fue considerado el más crítico desde el punto de vista del confort visual por tener presencia del disco solar en el campo de visión del observador. El segundo puesto con menor criticidad por no tener visión directa al disco solar, pero sí presentar manchas de luz en el campo de visión central.
Se evaluó el deslumbramiento en estos dos puestos mediante cuatro métricas (DGP, CGI, DGI y Ev). Estos modelos fueron seleccionados según la naturaleza de los mismos. Es decir, si son sensibles a situaciones de altos contraste como el modelo CGI y DGI, o a situaciones con altos niveles de iluminancia a nivel de los ojos (saturación) como la métrica Ev, o a ambas situaciones como el modelo DGP.
Finalmente, se propone una metodología novedosa para la selección de cortinas “roller” de acuerdo a su desempeño frente al deslumbramiento. La cuál involucra el uso combinado de dos métricas de deslumbramiento: CGI+DGP. Este tipo de metodología que consiste en utilizar dos métricas de manera aditiva y priorizando la condición lumínica predominante (contraste o saturación) no ha sido empleada en otros estudios en la evaluación de textiles. Además, la incorporación de una segunda dirección de visión hacia la fuente de deslumbramiento (perpendicular a la misma) si bien es menos crítica, es más representativa de una dirección de visión que elegiría el observador. Del análisis de estos resultados se obtiene un nivel de jerarquía de 7 niveles lo que le da al consumidor del textil una mayor gama de posibilidades a la hora de seleccionar un textil.