Cuantificación de las variables luminotécnicas que participan en la percepción del patrimonio arquitectónico y monumental. Aplicación a la iluminación ornamental de la ciudad de Córdoba

Abstract

La iluminación en arquitectura adquiere especial relevancia en los edificios históricos residenciales, ante su predominio, especialmente, en ciudades de interés cultural y patrimonial. El objetivo de esta investigación ha sido establecer una metodología para optimizar el diseño de la iluminación de fachadas en edificios históricos residenciales aplicada a la denominada casa de doña Jacinta, ubicada en el centro histórico de Córdoba (España), incluido en la lista del Patrimonio Mundial por la organización de las Naciones Unidas para la educación, la ciencia y la cultura (UNESCO). El estudio se ha realizado mediante el análisis de tres variables y la aplicación de algoritmos genéticos, considerando el mantenimiento de su actividad residencial. La primera, la minimización de la luz intrusa (INL), se ha analizado mediante una simulación realizada con ayuda del software de análisis de iluminación DIALux, que ha sido validada con un modelo de laboratorio cuasi-real a escala 1:1. La segunda, la maximización del contraste espacial (CSC), se ha realizado mediante métricas digitales, utilizando el software de análisis matemático MATLAB en las imágenes de renderizado de DIALux. Y la tercera, la maximización de la eficiencia energética (ENE), se ha analizado a través de la iluminancia media, densidad de potencia y factor de utilización. En el módulo principal del edificio, se analizaron 302 posiciones diferentes de luminarias. El algoritmo genético resultante ha permitido definir la posición y orientación óptimas de la luminaria, además del grado de participación de los programas informáticos empleados. Considerando las condiciones geométricas de la fachada, el tipo de huecos y el área de iluminación, este algoritmo puede generalizarse a otros edificios. Esta metodología ha sido validada para el hueco principal del resto de las fachadas de la plaza de la Corredera, cumpliendo la posición y orientación óptimas el algoritmo citado. Estos resultados constituyen un avance significativo en la optimización de estas instalaciones hacia un enfoque más científico, que considera variables relacionadas con la percepción del objeto iluminado y establece una estrategia de diseño, basada en iluminación de acento y distribución no uniforme de la iluminancia, mayor en las zonas macizas de las fachadas que en sus huecos.

Lighting in architecture is gaining particular relevance in historical residential buildings, given its predominance in cities of cultural and heritage interest. The objective of this research was to establish a methodology for optimizing the design of façade lighting in residential buildings. This methodology was applied to the so-called “casa de doña Jacinta”, located in the historical center of Córdoba (Spain), included in the United Nations educational, scientific and cultural Organization (UNESCO) World Heritage List. The analysis was conducted by analyzing three variables, together with the use of genetic algorithms, considering the maintenance of its residential activity. The first variable was the minimization of intrusive light (INL), whose lighting simulation was performed using the DIALux lighting analysis software, which was validated using a quasi-real laboratory model at 1:1 scale. The second variable was the maximization of correlated spatial contrast (CSC), through digital metrics, using the MATLAB mathematical analysis software on DIALux rendering images. Eventually, the third variable was the maximization of energy efficiency (ENE) through average illuminance, power density and utilization factor. In the main module of the building, 302 different luminaire positions were analyzed. The resulting genetic algorithm allowed the definition of the optimal position and orientation of the luminaire, in addition to the degree of involvement of the used software. Considering the geometric conditions of the façade, the type of openings, and the lighting area, this algorithm can be generalized to other buildings. This methodology was validated for the main opening of the remaining façades of Plaza de Corredera, meeting the optimal position and orientation of the aforementioned algorithm. This represents a significant step forward in the optimization of these installations toward a scientific approach that considers variables related to the perception of the illuminated object. Moreover, it establishes a design strategy based on accent lighting and non-uniform illuminance distribution, which is higher in solids than in openings.