Por qué es necesaria una evaluación post-ocupacional del confort lumínico en los edificios de oficina

Escrito por Anna Gabriela Ramírez y Beatriz Piderit
Publicado el 16 de Septiembre, 2021

Este artículo de Anna Gabriela Ramírez y Beatriz Piderit fue publicado originalmente con el título "Evaluación postocupacional del confort lumínico en edificios de oficina" en el número 20° de la revista Dearq el 01 de julio de 2017 (DOI: https://doi.org/10.18389/dearq20.2017.10).

En el siguiente se muestran los resultados de una investigación que propone una metodología de evaluación post-ocupacional del confort lumínico, validada en las oficinas del Fondo de Vigilancia y Seguridad de Bogotá, y corrobora la importancia de obtener datos subjetivos de los usuarios a través de encuestas y su correlación con la información técnica de la iluminación mediante mediciones fotométricas y simulaciones.

A continuación, lo presentamos como parte de una colaboración conjunta para contribuir a la difusión de investigaciones, análisis y opiniones que la comunidad académica nacional e internacional elabora sobre la arquitectura, los temas de la ciudad y las áreas relacionadas.

Los países latinoamericanos se encuentran en distintas etapas de desarrollo e implementación de políticas públicas de construcción sustentable. Colombia enfrenta enormes retos asociados con la incorporación de preceptos de sostenibilidad, de los cuales la construcción sostenible es un impulso al crecimiento económico y también hace parte de las estrategias de adaptación al cambio climático. Las actividades humanas que se desarrollan dentro de los edificios logran su máximo potencial si se encuentran en un ambiente adecuado cómodo que, pese a ser subjetivas por la individualidad del ocupante, son objeto de estudio en múltiples ramas.

De ahí, teniendo en cuenta que las personas pasan gran cantidad de tiempo en espacios de trabajo, el ambiente interior influye en su bienestar; por lo tanto, el síndrome del edificio enfermo es la situación en que más personas de lo normal manifiestan tener síntomas que desaparecen al abandonar el edificio: de tipo respiratorio, ocular, dermatológico y sistémico que aparecen a las horas de permanecer en un ambiente afectado y se mejoran tras alejarse. Estas afecciones producen molestias y reducen la productividad; de igual manera, el absentismo es un efecto indirecto de estos síntomas, pues se ha demostrado que las incapacidades por enfermedad son una de las fuentes primarias de baja productividad.

En el marco de la sustentabilidad, los procesos de certificación coinciden en el estudio de la calidad del ambiente interior con la evaluación de cuatro aspectos importantes desde la perspectiva de los ocupantes: confort térmico, calidad del aire interior, confort visual y confort auditivo. Así, en la necesidad de evaluar la aplicación de los criterios de sustentabilidad han surgido las evaluaciones postocupacionales (EPO) como una herramienta para conocer las condiciones del edificio en la etapa de uso, para identificar y evaluar niveles de satisfacción de los ocupantes y para analizar el rendimiento sistemático de las edificaciones.

Las EPO se desarrollaron en los años sesenta y setenta, a partir de la confluencia de intereses entre los científicos sociales, los diseñadores y los planificadores. Existen varias definiciones según el campo de acción: para Wolfgang Preiser, en 1995, eran una herramienta de diagnóstico para permitir a los administradores de instalaciones identificar y evaluar los aspectos críticos del rendimiento sistemático de la construcción; tres años más tarde, el autor sugirió definirlas como un proceso más específico de recopilación sistemática de datos, análisis y su comparación con los criterios de rendimiento establecidos en la ocupación de un entorno construido. En 2002, definió las EPO como un proceso sistemático de evaluación del desempeño de los edificios después de su construcción y ocupación. Sin embargo, son limitados los estudios que consideren parte fundamental la percepción del usuario, quien finalmente potenciará el ahorro energético en el edificio.

De los cuatro aspectos principales que evalúan el confort en el ambiente interior, la presente investigación centra sus objetivos en la iluminación por su potencial energético, puesto que el adecuado diseño de los cerramientos de la edificación permitirá el máximo aprovechamiento de su potencial lumínico: sin embargo, para oficinas, la imagen corporativa y su arquitectura, ha llevado a admitir grandes extensiones de fachada vidriada, y en la búsqueda de reducir riesgos de sobrecalentamiento o deslumbramiento en los espacios interiores se diseñan protecciones solares que limitan el beneficio de la luz natural y la inclusión de vidrios de tipo reflectante para mejorar comportamiento térmico y lumínico.

El adecuado uso de la iluminación natural reducirá el consumo energético de la iluminación artificial; mas si se combina con sistemas de automatización que la regule de acuerdo con las necesidades y al clima exterior, los beneficios de la iluminación natural mejoran el desempeño laboral, regulan del ciclo circadiano y afectan positivamente la productividad y bienestar general en el ambiente de trabajo.

En la comparación entre un edificio convencional y otro con criterios ambientales, los ocupantes se encuentran más satisfechos en términos generales; pero se identifican problemáticas puntuales, ya que las mediciones de algunos lugares de trabajo no alcanzan estándares locales. Un estudio realizado en la ciudad de Brisbane, Australia, utilizó mapas de iluminancia con imágenes de alto rango dinámico, que capturaron las características del ambiente luminoso. Se demostró que las POE se complementan con herramientas digitales, ya que analizan el comportamiento de los edificios en distintas épocas del año en que la evaluación no se aplica.

En un estudio realizado en oficinas en San Francisco, California, se examinó el rendimiento de la iluminación natural mediante observaciones de los ocupantes, modificaciones a la fachada y mediciones físicas, utilizando votaciones de incomodidad visual; los resultados mostraron una alta frecuencia de las respuestas negativas. Estudios sobre escenarios específicos acerca de los efectos de tres colores de acristalamiento han usado cuestionarios diseñados para la evaluación de cinco factores de calidad lumínica: confort visual, naturalidad, agradabilidad, precisión (de detalles y texturas) y nivel de luz. Las POE se enfocan de diversas formas, dependiendo de los objetivos planteados por los evaluadores y las partes interesadas, ya que pueden ser tan específica como el caso particular lo requiera o son un servicio complementario de diagnóstico de la eficacia de los componentes de diseño, desde el punto de vista de los ocupantes; además, se utiliza para medir las contribuciones de la calidad ambiental interior reflejada en la satisfacción de los usuarios.

Metodología de evaluación postocupacional

Producto de la investigación realizada, la cual comprende etapas de documentación, experimentación y comparación, se presenta, como resultado final, la metodología de EPO la cual comprende tres ejes: 1) encuestas postocupacionales, 2) visita de campo y 3) simulaciones dinámicas. La formulación de estas actividades se validó en el caso de estudio para, finalmente, presentar como producto los resultados y su análisis, indicado en la figura 1. El caso de estudio son las oficinas del Fondo de Vigilancia y Seguridad de Bogotá, en el piso 34 del Edificio San Martín.

Encuesta postocupacional de confort visual

Se aplicó la encuesta, de modo presencial, a 33 ocupantes de puestos de trabajo del piso 34 del Edificio San Martín, quienes cumplen funciones administrativas. El modelo de encuesta puede apreciarse en las figuras 2 y 3. Los resultados se analizaron mediante la herramienta de análisis estadístico Statistical Package for the Social Sciences (SPSS), con el uso de la Escala de Likert, con valores de “muy en desacuerdo” a “muy de acuerdo”, que para el análisis tomaron valores numéricos de 1 a 5. Se encontró principalmente que el 74,47 % de los encuestados se encuentra satisfecho con los ítems propuestos, lo cual se considera positivo; sin embargo, preguntas puntuales que complementan la encuesta y los comentarios de los ocupantes evidencian problemas asociados a la iluminación como: fatiga visual y manchas en la piel. También se encuentra una fuerte preferencia por la luz natural y la voluntad de cambio ante la imposibilidad de regular la situación de iluminación.

Por qué es necesaria una evaluación post-ocupacional del confort lumínico en los edificios de oficina - Imagen 7 de 11 — Figura 2. Encuesta de satisfacción visual: parte 1. Fuente: elaboración propia.. Image Cortesía de Revista Dearq

Por qué es necesaria una evaluación post-ocupacional del confort lumínico en los edificios de oficina - Imagen 6 de 11 — Figura 3. Encuesta de satisfacción visual: parte 2. Fuente: elaboración propia.. Image Cortesía de Revista Dearq

Visita al caso de estudio

Las oficinas del Fondo de Vigilancia y Seguridad de Bogotá, ubicadas en el piso 34 del Edificio San Martín, en la en la carrera 7 con calle 32, en el centro administrativo de Bogotá, como indica la figura 4, presentan una tipología común para el resto de pisos.

Luego de realizar las mediciones fotométricas con luxómetro, se encontró que el 65,35 % de los puestos de trabajo registra una iluminancia entre 300 y 700 luxes, cifras que están entre el mínimo y el máximo recomendado para oficinas. El 25,63 % de los espacios registra mediciones con valores por debajo de los 300 luxes, y estos corresponden a aquellos que no tienen acceso a ventanas de ningún tipo, pues el aporte de luz depende en gran parte de luz artificial. Finalmente, el 8,51 % de los 47 puestos evaluados cuenta valores superiores a los 700 luxes en puestos contiguos a las ventanas. Las mediciones se realizaron con las luces eléctricas encendidas; además, se tuvo la oportunidad de medir con la luz eléctrica apagada en una oficina privada y se halló que solo con luz natural se registran 493 luxes, y al encender la luz, se duplica su valor a 864 luxes. Lastimosamente, la regulación del encendido y apagado de la luz artificial solo es posible en estas. En las demás, según lo observado y mediante la declaración de los ocupantes, reciben el aporte de la luz artificial la totalidad de la jornada, sin tener en cuenta las condiciones exteriores de iluminación, lo que ocasiona, en algunos casos, incomodidades, sobre todo los que exceden los 700 luxes, como lo indica la figura 5.

Simulación dinámica de iluminación

El software utilizado para el cálculo de los indicadores de desempeño de la iluminación natural fue Daysim 3.1, basado en Radiance, cuyos cálculos fueron importados y visualizados en el software Ecotect v5. Las simulaciones demuestran que el aporte de luz natural, en las condiciones actuales del edificio, tiene un potencial de ahorro de energía significativo, si se considera que la iluminación artificial permanece encendida la totalidad del tiempo de ocupación. El análisis de autonomía lumínica demuestra que la zona de estudio presenta un 65,41 % de tiempo de ocupación en que la luz natural es suficiente para alcanzar los 450 luxes, indicados como recomendados.

Para analizar los resultados de la simulación se proponen dos métricas dinámicas: la autonomía de luz natural (daylight autonomy) y la iluminancia útil de luz natural (useful daylight illuminance). El uso de estas métricas responde a la necesidad de utilizar mayor cantidad de variables, puesto que consideran la cantidad y el carácter de las variaciones diarias y estacionales de la luz del día, junto con los eventos meteorológicos irregulares. La métrica daylight factor no considera la orientación ni las horas día, pues utiliza únicamente el cielo cubierto, y no se ajusta a todos los climas; esto causa graves problemas de diseño, al subestimar la disponibilidad de luz, con fachadas vidriadas, y ocasiona sobrecalentamiento interior y deslumbramiento.

Autonomía de luz natural

Como lo indica la figura 6, las zonas adyacentes a las ventanas presentan un 100 % de autonomía de luz natural, y con ello se cumplen con los 450 luxes propuestos, sin necesidad de complementar con luz artificial la totalidad del tiempo de ocupación. Las zonas con menor autonomía presentan valores del 0 % al 20 % del tiempo, que logran un promedio del 65,41 % del tiempo en que la luz natural es suficiente para mantener niveles de luz recomendados para oficinas. Esto último se considera un mediano potencial de ahorro energético.

Autonomía de luz natural máxima

Como indica la figura 7, en una escala del 0 % al 20 %, en algunas zonas de la fachada occidente del edificio el 20 % del tiempo de ocupación los niveles de iluminación sobrepasan los 4500 luxes. Se considera este valor un indicativo de deslumbramiento. Sobre la fachada oriental, las zonas adyacentes a las ventanas presentan valores hasta del 10 % del tiempo ocupación, con 4500 luxes, lo cual es incómodo para los ocupantes.

Iluminancia útil de luz natural: menor que 100 luxes

La iluminancia útil de luz natural de 0 a 100 lux presenta valores entre 80 % y 100 % del tiempo de ocupación en espacios sin ventana, como baños y zonas cercanas a la circulación vertical, que están definidas por muros de piso a techo, sin acceso a luz natural, para un promedio de 8,53 % del tiempo de ocupación, como se indica en la figura 8.

Iluminancia útil de luz natural: 101-2000 lux

La iluminancia útil de luz natural de 101 a 2000 luxes, considerada beneficiosa para el aporte de luz natural, tiene un promedio de 76,47 % del tiempo de ocupación, con excepción de espacios sin acceso a ventana. Las zonas cercanas a las ventanas de la fachada oriental presentan valores entre el 60 % y el 90 %, y en la fachada occidental, entre el 30 % y el 40 %, cuyo porcentaje restante correspondería a valores de iluminación que sobrepasen los 2000 luxes, como se indica en la figura 9.

Iluminancia útil de luz natural: más de 2000 luxes

La iluminancia de más de 2000 luxes se encuentra en 14,43 % del tiempo de ocupación para el total del área, principalmente para zonas cercanas a ventanas de la fachada occidental, donde se alcanza el 80 %; en la fachada oriental, el 60 %, y hacia el centro de la planta en ningún momento sobrepasa los 2000 luxes, como indica la figura 10.

Puede considerarse perjudicial el exceso lumínico producido por la luz artificial, pese a que las mediciones y la visita se realizaron en un día nublado. El diseño de la iluminación artificial representa un aporte, que en el caso de los puestos de trabajo cercanos a la ventana resulta inapropiado y se relaciona con incomodidades de tipo térmico. Ante esta situación, los ocupantes cubren las ventanas con papeles opalizados, que disminuyen el aporte de luz natural, principalmente en los días más soleados; contrario a esta situación, algunos puestos de trabajo situados en zonas donde el único acceso a la luz son las luminarias fluorescentes de color blanco están ante la imposibilidad de regular alguna condición de su espacio.

Conclusiones

Muchas veces, los edificios de oficina se diseñan sin tener conocimiento del usuario final; además, el uso frecuente de grandes fachadas acristaladas constituye un problema que deriva en el exceso de luz y causa incomodidades y deslumbramiento. En busca de protección solar, ya sea por control lumínico o para evitar ganancias solares, el potencial energético de la iluminación natural se afecta y deja la iluminación condicionada a la luz artificial. El desarrollo de esta investigación en la ciudad Bogotá, en el centro administrativo y económico del país, con un crecimiento en el parque constructivo de oficinas, sirve de referencia para la aplicación de la metodología EPO en edificios existentes, incluso en aquellos que incluyan estrategias de aprovechamiento de luz natural, para evaluar su efectividad en el bienestar de los ocupantes. Además, en un clima no estacional, donde las intervenciones resultan útiles para todas las épocas del año, se evidencia que, pese a no tener protección solar, sistema de control o automatización de la luz artificial, la luz natural resulta suficiente para iluminar la mayoría de espacios de trabajo, lo que aporta beneficios al bienestar de las personas. Este potencial se desaprovecha ante la imposición de un sistema luz artificial típico que no considera las condiciones exteriores de iluminación.

Siendo los ocupantes de los edificios el punto central por el que surgen las EPO, con el objetivo de determinar la percepción del usuario sobre diversos criterios, la evaluación fundamentada en el determinante humano resulta subjetiva, ya que los usuarios tienden a calificar su situación como positiva, pese a los problemas lumínicos, debido a su adaptación al entorno y conformidad con este. Por ello, complementar las EPO con herramientas que cuantifiquen los criterios que se van a evaluar reconoce de manera objetiva y cuantificable los aspectos que varían significativamente de una persona otra; igualmente, una EPO fundamentada en parámetros técnicos y medibles deja de lado el discernimiento que el usuario hace de su entorno, ya que es él quien vive a diario las características del diseño. La percepción de los usuarios es igualmente válida que los datos métricos que se obtienen en la evaluación y son complementarios entre sí.

El estudio realizado mostró la importancia de obtener resultados por tres distintos medios: encuestas, mediciones y simulaciones, ya que otorgan datos complementarios que, al juntarse, se comparan con diversas normativas. Así, se obtuvo un panorama general del estado de una edificación, a fin de generar propuestas integrales de la iluminación, y con ello, disminuir el consumo energético.

El uso de las EPO, inicialmente, considera la mejora de las condiciones interiores de la edificación para beneficio del usuario. Sus resultados pueden usarse para establecer parámetros en normativas de salud ocupacional, a efectos de evitar riesgos laborales. Para el caso colombiano, actualmente, estas normativas son de mayor uso que las EPO, con fines de ahorro energético; sin embargo, la información obtenida puede usarse desde que prime el bienestar del usuario de los edificios.

Las EPO se extienden tanto como los recursos técnicos y humanos lo permitan. El uso de instrumentos de medición, para el caso de la iluminación, puede ser más específico y actualizado con el avance tecnológico y su disponibilidad, ya que podrían determinar el riesgo de deslumbramiento, la incidencia de la implementación de sistemas de control automatizado de la luz, el control solar en la fachada y el uso de sistemas de monitoreo, capaces de ir más allá del tema lumínico y extenderse a los cuatro aspectos del confort en el interior de las edificaciones: confort lumínico, térmico, acústico y de la calidad del aire.

Se debe complementar la metodología propuesta para encontrar hallazgos importantes en la correlación de datos cuantitativos y cualitativos, debido a su carácter diferenciador. Como se observó en esta investigación, la interacción entre los elementos propicia la comprensión integral de la información validada y comparable entre sí y visualiza aspectos difíciles de encontrar con la utilización de un solo instrumento.

Notas

Téllez et al., Situación de la edificación sostenible.
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