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Iluminación arquitectónica: gestionar los efectos de la luz

Técnicas y consejos para desarrollar un proyecto de iluminación arquitectónica impactante y tener control sobre las luces con un software de modelado 3D

La luz tiene una profunda influencia en la percepción, la experiencia y la funcionalidad de los espacios arquitectónicos. Recordemos que precisamente Le Corbusier, maestro de la arquitectura racionalista, definía la arquitectura como «el juego magistral, correcto y magnífico de masas reunidas en la luz.» Y añadía: «Nuestros ojos están hechos para ver formas en la luz; la luz y la sombra revelan estas formas: cubos, conos, esferas, cilindros o pirámides son las grandes formas primarias que la luz revela a su favor; la imagen de estas es clara y tangible dentro de nosotros sin ambigüedad. Es por esto que estas son formas bellas, las formas más bellas. Todos están de acuerdo en esto, el niño, el salvaje y el metafísico.»

Este enfoque muestra cómo incluso Le Corbusier consideraba la luz como un recurso grandioso para realzar la belleza de las formas arquitectónicas puras.

En este artículo veremos cómo valorizar tus proyectos haciendo un uso sabio de la luz artificial y controlando el resultado de las elecciones de proyecto gracias a un software para la proyección arquitectónica BIM.

Proyecto de iluminación arquitectónica | Render realizado con Edificius

Proyecto de iluminación arquitectónica | Render realizado con Edificius

Iluminación sobre fachadas de edificios

Como se mencionó anteriormente, la luz tiene el poder de enfatizar la arquitectura. Por lo tanto, es fundamental que la iluminación arquitectónica esté precedida por un verdadero proyecto y que tome forma después de evaluaciones, análisis detallados del contexto y del resultado que se desea obtener.

De hecho, no es suficiente usar un gran foco en la fachada para obtener el mejor resultado. Es necesario entender primero qué elementos queremos resaltar, dónde se pueden colocar las luces, qué tipo utilizar (rasante, frontal, cálida, fría, etc.) para lograr el efecto imaginado. Estas elecciones determinarán efectos y resultados muy diferentes y es necesario estudiarlos y preverlos ya en la fase de proyecto.

Por ejemplo, si la fachada se caracteriza por una textura irregular (revestimientos de piedra, ladrillos, etc.), la luz rasante puede enfatizar la trama y crear un resultado muy agradable, tridimensional y de efecto. O si se elige utilizar luces frontales para iluminar de manera uniforme el edificio, es necesario verificar directamente en el lugar dónde se pueden colocar y a qué distancia, según las restricciones y las características del entorno. De hecho, no siempre es posible colocar las luces donde hemos supuesto, tal vez por la presencia de calles, edificios y otros obstáculos físicos.

¿Cómo abordar un proyecto de lighting design?

Dicho esto, para abordar un proyecto de lighting design, en primer lugar hay que identificar el punto de vista principal hacia el edificio o hacia el área a iluminar. Es una buena práctica evitar que esta dirección coincida con la de la iluminación si se desea evitar un efecto plano. La dirección de la luz puede enfatizar o aplanar los detalles e incluso resultar molesta para los usuarios. De hecho, esto provoca fenómenos de deslumbramiento que se pueden evitar aumentando la altura de instalación, dirigiendo la intensidad máxima de los proyectores a ángulos por debajo de los 70° respecto a la vertical hacia abajo y aumentando la iluminación ambiental de fondo.

Factores a considerar para determinar la cantidad de luz

Para determinar la cantidad de luz para la iluminación de espacios exteriores, hay una combinación de factores a considerar como:

  • luminancia;
  • reflectancia;
  • iluminancia.

En el ámbito de la iluminación arquitectónica, la luminosidad del entorno circundante y la tipología del área, conocida como luminosidad ambiental, juegan un papel fundamental. Para evitar sobreiluminaciones y dispersión de la luz, es esencial seguir normas específicas, que incluyen niveles de luminancia recomendados según la iluminancia media y máxima para diferentes zonas, que van desde áreas naturales fuera de las ciudades hasta centros urbanos más densamente iluminados.

La relación entre la luminancia media y máxima determina el contraste del sujeto, conocido como contraste de luminancia. Por ejemplo, si una pequeña porción de la fachada de un edificio está iluminada con una luminancia de 1 cd/m², los detalles apenas serán perceptibles. Aumentando la luminancia a 5 cd/m², el efecto se vuelve más evidente. Esta relación también tiene en cuenta la cantidad de luz reflejada por las superficies. Por ejemplo, si una fachada está hecha de ladrillos rojos con un índice de reflexión de 0,3 y otra parte es blanca con un índice de 0,9, y reciben la misma cantidad de iluminación, habrá una relación de contraste de 1:3. Para facilitar la planificación, existen valores de iluminancia recomendados para los materiales más comunes, que se pueden utilizar como guía durante la fase de diseño preliminar, utilizando una fuente de luz blanca.

Proyecto de iluminación arquitectónica | Render realizado con Edificius

Proyecto de iluminación arquitectónica | Render realizado con Edificius

Herramientas software para simulaciones realistas

Es importante, ya en la fase de proyecto, realizar simulaciones realistas que reproduzcan el efecto de la Iluminación arquitectónica. Con un software de modelado 3D BIM puedes obtener estos resultados de manera sencilla. Modelas el edificio en 3D, agregas texturas y materiales, añades los puntos de luz, generas renders y vistas realistas del proyecto o navegas por el modelo en tiempo real para verificar la validez de tus elecciones. Finalmente, si realizas cambios en el modelo, verificas el resultado para que se acerque cada vez más a la idea del proyecto.

Puedes insertar los cuerpos de iluminación y elegirlos de un amplio catálogo con muchos modelos de las marcas más conocidas e icónicas. A los cuerpos de iluminación les aplicas el punto de luz, eligiendo el tipo:

  • spot light (foco);
  • point light (punto de luz);
  • area light (área de luz).

Además, por cada punto de luz, decides el color de la luz, los lúmenes, la temperatura (Kelvin) y la tipología:

  • incandescente;
  • halógena;
  • LED;
  • fluorescente;
  • etc.

Las imágenes que encuentras en este artículo están todas realizadas con un software de modelado 3D BIM y te muestran el tipo de efecto que puedes lograr con un mínimo esfuerzo. A continuación, también te propongo un video que te indica cómo proceder con la inserción de los puntos de luz en tu modelo 3D.

Evaluaciones respecto a la fuente de luz

Por otro lado, las evaluaciones respecto a la fuente de luz deben incluir:

  • posición;
  • ángulo de apertura;
  • potencia;
  • temperatura (luz cálida, fría o incluso de colores RGBW);
  • distancia desde el objeto;
  • inclinación (ángulo de incidencia);
  • calidad del dispositivo (apto para exteriores, impermeable, transitable, etc.);
  • atenuabilidad y gestión de la luminosidad.
Temperatura de luz LED

Temperatura de luz LED

Técnicas de iluminación de las fachadas

Las técnicas de iluminación de las fachadas de los edificios pueden ser variadas y dependen del efecto deseado, del diseño arquitectónico y del entorno circundante. A continuación, se detallan algunas de las técnicas más comunes.

1. Iluminación proyectada

Cuando se desea iluminar las fachadas de los edificios desde cierta distancia, es importante considerar cómo posicionar los dispositivos de iluminación de manera estratégica. Si se iluminan directamente, los edificios corren el riesgo de parecer planos y carentes de profundidad. Por lo tanto, es recomendable colocar los dispositivos con una inclinación lateral. Esto aporta profundidad a la fachada.

Por otro lado, es fundamental iluminar uniformemente todo el edificio para resaltarlo en comparación con el entorno circundante. Todos los elementos deben estar involucrados en la iluminación. A menudo, es necesario complementar los proyectores principales para evitar efectos de iluminación irregular que puedan hacer que los edificios parezcan suspendidos en el vacío. Los dispositivos pueden estar ocultos detrás de estructuras existentes, empotrados en el suelo o instalados de manera discreta.

1.1 Iluminación proyectada según la composición de la fachada

Las fachadas con elementos verticales, típicas de la arquitectura gótica y clásica, pueden ser enfatizadas colocando los dispositivos en los lados de la fachada y utilizando proyectores de medio alcance. Sin embargo, es importante tener en cuenta que la iluminación oblicua puede generar contrastes muy marcados. Por lo tanto, lo que se recomienda es integrar una luz de relleno desde la dirección opuesta para suavizar el efecto general.

Proyecto de iluminación arquitectónica | Render realizado con Edificius

Proyecto de iluminación arquitectónica | Render realizado con Edificius

Por otro lado, para los edificios contemporáneos con particiones horizontales y elementos salientes, es importante colocar los proyectores cerca de la fachada y apuntando hacia arriba para generar sombras sugerentes. Se puede instalar iluminación adicional sobre los alféizares para atenuar las sombras o ajustar la distancia entre la fachada y la fuente de luz. Para los edificios direccionales o industriales con fachadas planas, se recomienda colocar los dispositivos luminosos muy cerca de la superficie o en la parte superior del edificio para crear efectos de acento visual. Además, es importante prestar atención a las fachadas acristaladas que pueden reflejar la luz hacia arriba, reduciendo el efecto luminoso deseado.

2. Iluminación acentuada

Cuando se ilumina una escultura o un detalle decorativo del edificio, es esencial crear un efecto para resaltar las formas, haciéndolas destacar en comparación con el entorno circundante. La principal diferencia entre la iluminación natural y la artificial es que la luz natural siempre tiene una dirección de arriba hacia abajo, mientras que la luz artificial puede provenir de diferentes direcciones. Esto significa que las sombras proyectadas por la luz artificial serán diferentes a las de la luz natural. Además, crean un aspecto nocturno distintivo y un plano de lectura del edificio completamente inusual.

El primer paso es establecer la posición de visualización principal. Posteriormente, se procede con la iluminación principal proveniente de un ángulo de aproximadamente 45°, si es posible, integrada con una fuente de luz de relleno desde el otro lado. Un efecto tridimensional más acentuado se puede lograr agregando una retroiluminación, prestando atención para evitar el deslumbramiento de los observadores desde la posición principal de visualización. Cuando se ilumina un objeto que será visible desde diferentes ángulos, es recomendable iluminarlo desde tres direcciones, dando mayor énfasis a una de ellas.

2.1 Aspectos a tomar en consideración

Las obras de arte con colores claros son más visibles cuando son más claras que el fondo, mientras que las estatuas oscuras, como los bronces, destacan mejor con un efecto de silueta.

Las sombras proyectadas por un objeto iluminado pueden contribuir significativamente al efecto general. Utilizando fuentes de luz de diferentes colores se pueden crear efectos interesantes. Sin embargo, es importante equilibrar la intensidad de la luz para evitar sombras demasiado marcadas que podrían comprometer el aspecto final.

En lugares de entretenimiento, es importante evitar el uso excesivo de sombras, ya que podrían reducir la sensación de seguridad de las personas en el espacio.

Cuando se iluminan fachadas con balcones o galerías, la iluminación de proyección suele ser preferida para evitar sombras marcadas. Sin embargo, si el espacio frente a la fachada es limitado, se puede colocar iluminación adicional en los balcones o incorporarla directamente en el edificio para crear sombras deseadas.

Los posibles requisitos técnicos o necesidades específicas a menudo requieren una distribución o intensidad del haz de luz modificada. El uso de componentes ópticos adicionales puede ser útil para ajustar el haz de luz y obtener el resultado deseado. Al igual que la posibilidad de ajustar la intensidad de la luz mediante un regulador en el proyector mismo.

Render iluminación arquitectónica realizado con Edificius

Render iluminación arquitectónica realizado con Edificius

3. Iluminación rasante

Prueba este experimento por ti mismo: por la noche, al aire libre, apunta directamente una linterna a una pared de ladrillos: verás el color y las formas de los ladrillos. Ahora coloca la linterna cerca de la superficie del edificio y dirige la luz de forma rasante (desde abajo o desde arriba, colocando la fuente de luz casi paralela a la superficie de la pared). Esta técnica, conocida como grazing, es efectiva para mostrar no solo la textura de las paredes, sino también para resaltar las formas y agregar profundidad. También simplifica la iluminación de los detalles arquitectónicos. Una ventaja para los edificios utilizados también en horarios nocturnos, es que esta técnica permite que penetre poca luz en el edificio, evitando molestias o incomodidades para sus ocupantes.

Un enfoque más convencional del wall washing implica una iluminación uniforme en toda la fachada. Instalando dispositivos a intervalos regulares (o en una fila continua en el caso de perfiles lineales) las paredes son «lavadas» suavemente con luz uniforme. Esta iluminación suave, sin deslumbramiento, genera interés visual y, en muchos casos, proporciona una luz general en el área gracias a la reflexión.

La distancia entre los dispositivos, especialmente en los perfiles lineales, y la elección del haz de luz adecuado juegan un papel clave en determinar si una pared está lo suficientemente iluminada o no. Las líneas separadas pueden ser deseadas para comunicar y marcar un ritmo en la fachada.

El wall washing generalmente requiere un gran número de dispositivos de baja potencia en comparación con los utilizados para la proyección a distancia. Cuando sea posible, los dispositivos deben estar empotrados u ocultos a la vista.

4. Iluminación guía

Para señalizar caminos peatonales o vehiculares, se pueden utilizar dispositivos luminosos empotrados en el suelo. Estos dispositivos luminosos pueden guiar a las personas a lo largo de una ruta específica, atrayendo la atención e indicando la dirección a seguir. Es recomendable utilizar lámparas de baja potencia en este caso, de manera que destaquen discretamente entradas, senderos, cruces, escalones y asientos. Esto evita al mismo tiempo la contaminación lumínica. Durante la noche, proporcionan una guía visual clara, mientras que durante el día siguen siendo un punto de referencia visual.

Los dispositivos luminosos empotrados en la pared representan una alternativa efectiva a los instalados en el suelo, especialmente en áreas con desniveles. Es necesario preparar una estructura de alojamiento para los dispositivos y proporcionar la alimentación eléctrica. La forma de los dispositivos puede elegirse según el contexto (circular, cuadrada o rectangular). Los dispositivos empotrados en la pared generalmente están menos expuestos al vandalismo en comparación con los bollard a menudo utilizados para iluminar los caminos.

Existen diferentes tipos de dispositivos, empotrados o fijados a la pared, que pueden estar equipados con varias combinaciones de luces de colores y rejillas direccionales para crear efectos luminosos diversos. También es importante considerar las ventanas direccionales para dirigir el haz de luz horizontalmente. La selección de los dispositivos debe tener en cuenta su impacto estético en el entorno circundante.

Es fundamental lograr un efecto luminoso final brillante, cálido y uniforme, especialmente en áreas de tránsito. El color de la luz debe ser natural y no debe deslumbrar a los transeúntes. Es importante prestar atención a la temperatura superficial de los dispositivos, especialmente considerando la posibilidad de que los niños puedan tocarlos. Por lo tanto, se recomienda utilizar dispositivos a bajas temperaturas para evitar este riesgo.

Efectos luminosos

El tono de la iluminación arquitectónica, que puede ser acogedor o formal, íntimo, relajante o festivo, depende en gran medida de la respuesta emocional que suscite el efecto luminoso utilizado. El diseñador dispone así de una herramienta poderosa, la luz, para redefinir la apariencia de la arquitectura o del paisaje natural.

En el contexto exterior, la iluminación no debería simplemente replicar la apariencia diurna del edificio o del sujeto, ya que la dirección de la luz diurna suele ser opuesta a la nocturna. Las instalaciones más efectivas aprovechan estas diferencias en lugar de intentar emularlas.

Un ejemplo de iluminación diseñada para crear un efecto es la iluminación de columnas. Una fila de columnas puede ser iluminada frontalmente, lateralmente o posteriormente, creando un efecto de silueta. Es preferible utilizar la luz para resaltar las formas en lugar de aplanar el conjunto.

El diseñador debe tener en cuenta el impacto visual y el punto de vista privilegiado. Se pueden utilizar una serie de técnicas de iluminación, incluidos:

  • juegos de luces, sombras y colores;
  • variaciones en la posición de montaje o en la altura;
  • modificaciones en el diseño y tipo de dispositivo;
  • ajustes de iluminación localizada.

Una inspección en el lugar es a menudo esencial para establecer el punto de vista principal, evaluar las texturas de las superficies y garantizar que la iluminación sea armoniosa con el entorno circundante. Debe evitarse el deslumbramiento o la dispersión de la luz que pueden resultar molestos o peligrosos.

Para obtener luz de colores, una solución común es el uso de lámparas de colores. Se pueden utilizar sistemas dinámicos para cambiar de color, como los LED RGB controlados por dispositivos electrónicos DMX, que permiten una variedad de opciones de color programables y ajustables.

Renderizado fotorrealista para arquitectura (2)

Renderizado fotorrealista

Iluminación en arquitectura

La iluminación arquitectónica crea una armonía luminosa entre el objeto iluminado y el entorno, realzando los detalles arquitectónicos, la forma y la belleza.

Hay dos aspectos a tener en cuenta al iluminar un edificio: el factor funcional y el emocional. El factor funcional se refiere a los aspectos técnicos: la ubicación de los dispositivos de iluminación, la cantidad de luz emitida, las características de la superficie a iluminar, el tipo de lámparas, la reproducción cromática. El factor emocional, por otro lado, habla de juegos de color, del tamaño del haz de luz, del contraste creado por los elementos arquitectónicos, de la temperatura.

Además de la iluminación funcional y arquitectónica, existe un tercero que tiene un propósito promocional. Con la luz se pueden lograr diferentes resultados, como:

  • realzar la arquitectura;
  • dar relieve al edificio;
  • crear atmósferas sugerentes y empatía con el observador;
  • mejorar la experiencia de los espacios en ausencia de luz natural;
  • aumentar la percepción de seguridad durante las horas nocturnas;
  • destacar una marca comercial.

Las diferentes técnicas de iluminación permiten obtener resultados diversos. Aquí tienes algunas de las variables en juego y algunos secretos para gestionarlas.

1. Superficies

La cantidad de luz que dirigimos hacia el monumento o el edificio es menos relevante que la cantidad que se refleja. La percepción visual depende del tipo de textura y de la capacidad reflectante de la superficie.

Por ejemplo, las superficies más oscuras y rugosas requieren más iluminación que las más claras y lisas. Lo mismo ocurre con el color, ya que un aspecto crucial es el índice de absorción del color. Las fuentes de luz monocromáticas o basadas en una gama limitada de colores mostrarán solo algunas tonalidades de la estructura. Por ejemplo, usar una lámpara de sodio de baja presión (de color amarillo monocromático) en una superficie roja sería ineficaz, ya que no emite longitudes de onda rojas, haciendo que el efecto visual sea casi imperceptible.

Sin embargo, si iluminamos una superficie con un color dominante, como árboles con follaje verde, con una luz correspondiente, se obtendrá una saturación del color, realzando la tonalidad natural del sujeto. Para una reproducción fiel del color, se necesitan fuentes de luz «blancas» que cubran todo el espectro cromático. Además de la reflectancia, es importante considerar el grado de especularidad de la superficie del edificio. Las superficies opacas reflejan uniformemente la luz en todas las direcciones, garantizando un buen brillo cuando se iluminan desde abajo. Sin embargo, las superficies reflectantes como el mármol y el acero inoxidable pueden causar problemas cuando los reflectores instalados en el suelo proyectan los rayos de luz hacia arriba, lejos del observador.

2. Fuentes de luz

Las lámparas más comunes en la iluminación arquitectónica son las de descarga de alta intensidad (HID) como los halogenuros metálicos y el sodio de alta presión. Sin embargo, estas lámparas no son adecuadas para la atenuación y, en el caso del sodio, no permiten una distinción precisa de los colores. Las pequeñas lámparas halógenas de tungsteno, con su excelente reproducción cromática y luz brillante, siguen utilizándose, pero debido a su baja eficiencia y corta vida útil, a menudo se reemplazan por LED. Las lámparas fluorescentes lineales ofrecen un alto flujo luminoso y una amplia gama de temperaturas de color, pero debido a su tamaño y dispersión de la luz, no son óptimas para la proyección directa. Son más adecuadas para el wall washing y como guías luminosas.

Actualmente, los LED son las lámparas más utilizadas, gracias a su evolución constante en rendimiento y costes reducidos. Sus características únicas, como encendido instantáneo, alta eficiencia, tamaño reducido, larga vida útil, rendimiento confiable a bajas temperaturas, buena reproducción cromática y gestión del color/atenuación, los hacen ideales para la mayoría de las aplicaciones. Además, el flujo luminoso de los LED es direccional, lo que permite al diseño, las técnicas y los materiales ópticos controlar la distribución de la luz y maximizar el rendimiento.

3. Reproducción cromática

Dentro de la luz «blanca», la emitida por fuentes fluorescentes, halógenas, de halogenuros metálicos y LED, se observa una variación en la temperatura del color, que influirá en el aspecto general, haciéndolo más cálido o más frío según la temperatura. Un método simple y confiable es utilizar fuentes de luz cálida con materiales de colores cálidos y luz fría con materiales de colores fríos. Por ejemplo, se podría optar por iluminar un ladrillo rojo con lámparas de sodio de alta presión (que emiten un tono amarillo con un espectro limitado) con una temperatura de color de aproximadamente 2000K para obtener un efecto general cálido. Por otro lado, podría resultar inapropiado iluminarlos con lámparas de halogenuros metálicos con una temperatura de color superior a 5000K.

Además, existe una escala de evaluación de la reproducción cromática, expresada como «CRI» o «Ra» (de 0 a 100): un valor más alto indica una reproducción cromática más precisa. Las lámparas con un alto valor de CRI, superior a 80, garantizarán una buena reproducción cromática, haciendo que la escena sea más natural, mientras que las lámparas con una baja reproducción cromática alterarán algunos colores, resultando en un aspecto generalmente poco natural.

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