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in 2011 with funding from
LYRASIS IVIembers and Sloan Foundation
http://www.archive.org/details/predictingdaylig19leif
ARCHITECTURE AT RICE UNIVERSITY
A series of reports on thoughts and investigations from the School of Architecture of the University. It is published in the belief that architectural education is advanced as teachers, practitioners, students and laymen share what they are thinking and doing.
ARQUITECTURA EN LA UNIVERSIDAD DE RICE
Es una serie de informes sobre ideas e investigaciones nacidas y desarrollados en la Escuela de Arquitectura de esto universidad. Esta serie se publico con la conviccián de que los estudios arquitectónicos se enriquecerdn cuando maestros, arquitectos profe- sionales, estudiantes y legos interesados, compartan lo que piensan y lo que hocen.
HOUSTON TEXAS No. 19, NOVEMBER 1966
PREDICTING DAYLIGHTING WITH MODELS
A report on the development of a testing apparatus for economical and expedient prediction of natural illumination.
PREDICCIÓN DE ILUMINACIÓN NATURAL POR MEDIO DE MODELOS
Informe del desarrollo de un aparato de ensayo para la predicción económica y expedita de iluminación natural .
A. A. LEIFESTE, JR., A.I.A. Assistant Professor of Architecture Rice University Houston Texas
El proyecto está bajo los auspicios del Programa de Equipamiento Comunita- rio, patrocinado por lo Fundación Ford, en colaboración con la Corporación de la Vivienda y el Ministerio de Obras Públicos.
This project was sponsored by the Ford Foundation, Chilean Com- munity Facilities Program.
EQUIPO DE LA UNIVERSIDAD DE RICE
En la Universidod de Rice se ha instalado un equipo de pruebas pora determi- nar el comportamiento de la iluminación natural por medio de modelos, como un servicio al Programa de Equipamiento Comunitario de Chile, patrocinado por la Fundación Ford.
En dreas del mundo, en que la luz natural es el sistema bdsico de iluminación y en que los sistemas artificiales son auxiliares o secundarios, es necesario contar con un método pora poder comparar las condiciones de iluminación de diversas formas poro un edificio y las esquemas de fenestración utilizados du- rante el diseño preliminar, ya que gracias a éste, se puede aumentar la utili- zación de lo luz natural y o su vez seo uno de los determinantes principales de diseño.
Por otra porte, se obtienen rápidamente valores de factores adicionales, co- mo seo, el efecto de lo distribución de lo luz con el uso de materiales de su- perficies interiores con indices de ref lección variobles.
El grodo de utilización de lo información que los proyectistas puedan hacer del ensayo y comparación de los diferentes esquemas de edificios depende directamente de lo comodidad y facilidad con los cuales estos ensayos pue- den reol izarse. Por esto rozón, los procedimientos de ensaye estdn basados en el uso de modelos de escola reducida, modelos de fdcil construcción y uso - y un cielo artificial poro lograr un ambiente completamente controlado.
TESTING FACILITY AT RICE
TESTING FACILITY AT RICE
FACILITY AT RICE
The Rice University School of Architecture testing facility for predicting the lighting performance of buildings from models has been developed as a service to the Chilean Com- munity Facilities Program sponsored by the Ford Foundation.
With a method for comparing the lighting performance of dif- ferent building forms and fenestration schemes during pre- liminary design, the utilization of natural lighting can be increased and can become one of the major design determi- nants for buildings - an especially important item in parts of the world in which natural lighting is the basic lighting system and artificial systems are auxiliary or secondary. Supplementary information becomes readily available on the effects upon interior light distribution factors such as materials with different reflectance characteristics and changes in the size, design, and placement of openings.
The extent to which designers are likely to make use of the information available from the testing and comparison of different building schemes is directly dependent on the ease and facility with which such tests can be performed. For that reason, testing procedures are based upon the use of relatively small-scaled models which are easy to con- struct and use - and of on artificial sky for a completely controlled environment. Results can be obtained quickly and easily - economical in both time and effort.
BASIC PREMISE
BASIC PREMISES
Two of the chief means for predicting the lighting perform- ance of buildings are mathematical and model testing:
The mathematical method uses empirically developed curves or tables to determine daylight Intensity, distribution, interior inter-reflectances.
The model testing method uses an artificial sky as a control to simulate exterior conditions and careful model construction to simulate interior conditions.
Both methods require two basic assumptions:
Selection of standard exterior conditions
Selection of Interior surface reflectances
The use of models has proved to be feasible, faster and more economical than the computational methods, and the ac- curacy of results is as high as that obtained by any other method .
An artificial sky (in this case a hemisphere, elliptical in vertical section) allows testing procedures independent of the limitations on time of testing and fluctuating lighting con- ditions found outdoors. The presence of one cloud in a clear sky or the variations of depth of cloud layers on an overcast day make outdoor testing results not comparable from one day to the next, or from one hour to the next.
Only in an artificial situation with uniformity of lighting conditions can it be possible to test building form and detail as independent variables.
1) Texas Engineering Expe.imenl Station, Ca'lege Station, Texos: vorious reports on the use of models in testing fo' lighting distribution. Other experiments by pro- fessors J. W. Griffith, Sojthern Methodist University, Dallas, Texos, and T. A. Morkus, Welsh School of Architecture, Cathays Park, Co'diff, England attest to the value and feasibility of models in testing.
Lighting domes hove been installed in severol schools of orchitecture, particulorly in Englond. A recent publicotion, "Progress in Daylighting Design," by Professor Morkus, published by Pilkington Bros., Ltd., St. Helens, Lancashire, is o good re- view of the activity in this field of study.
Density of luminous flux upon a surface; amount Illumination
of light incident upon a surface.
Visible radiant energy; quantity of "flux" is Light
measured in lumens.
Unit of luminous flux; quantity of flux emitted through a unit solid angle (one steradian) from a "standard candle."
Lumen
Unit of illumination; illumination on a surface one square foot in area at a distance of one foot from a "standard candle" (on which is uniformly distributed a flux of one lumen); one lumen per square foot.
Unit of illumination (metric system); one lumen per square meter.
Unit of illumination (metric system); one lumen per square centimeter.
Reflectance of a surface; percentage of incident light reflected from a surface (light falling upon a surface which absorbs or transmits half of the light and reflects half has a reflection factor of 50 per cent) .
Luminous intensity or luminance of a surface; an illumination source (may result from light produced by or reflected from a surface) .
Unit of luminance or brightness being emitted from a source at the rate of one lumen per square foot. Brightness (in footlamberts) of a reflecting surface is equal to the intensity of the light inci- dent upon it (in footcondles) multiplied by its reflection factor: 70 f.c. x 50% r.f. = brightness of 35 footlamberts.
Footcandle
Phot
Reflection
Factor
Brightness
Footlamberts
Unit of brightness of a surface emitting or reflect- ing light at the rote of one lumen per square cen- timeter.
Lamberts
DEFINITIONS
BRIGHTNESS OF SURFACE
200 fc « 40% reflection = 80 foot lomberU
B AS
PREMISES
PREMISAS BÁSICAS
Dos de los métodos principales de predecir el comportamiento de lo Iluminación en edi- ficios son: el matemático y el uso de modelos de ensayo:
El método motemdtico emplea curvos desarrolladas emprricamente, o cua- dros paro determinar la intensidad de la luz natural , distribución e inter- reflectancios interiores.
El método de modelos usa un cíelo artificial como control para semejar condiciones exteriores y un modelo cuidadosamente construido paro semejar condiciones interiores.
Ambos métodos requieren dos suposiciones bdsicas:
Selección de condiciones exteriores standard
Selección de la reflección de las superficies interiores.
El uso de modelos ha demostrado ser práctico, mds rdpído y económico que los méto- dos computadorizodos y que la precisión de los resultados es ton alta como aquello obtenida por cualquier otro método. 1
Un cielo artificial (en este caso un hemisferio elíptico en corte vertical) permite en- sayos independientes de los limitaciones de tiempo de prueba y de condiciones fluc- tuontes de los condiciones de iluminación que encontramos al aire libre. La presencia de una nube en un cielo despejado o las variaciones de profundidad de las nubes en un día con cielo encapotado hacen que los ensayos que se hagan de un día a otro o de una hora a otra, no sean comparables.
Sólo en una situación artificial con condiciones de iluminación uniformes es posible ensayar formas de construcción y detalles como voriables independientes.
1) Estación Experimental de Ingeniería, College Station, Texas; varios informes sobre el uso de modelos para el ensaye de distribución de luz. Otros experimentos hechos por los profesores J. W, Griffith, Southern Methodist University, Dallas, Texas, y T. A. Markus, Welsh School of Architecture, Cothays Park, Cardiff, Inglaterrci, dan fe del valor y lo prdctico de los modelos en ensayos.
Cúpulas de Iluminación han sido instaladas en varias escuelas de arquitectuna, espe- cialmente en Inglaterra. Una publicación reciente, "Progress In Daylighting Design", por e! profesor Markus, publicada por Pllklngton Bros., Ltd., St. Helena, Lancashire, es una excelente reseña de la actividad en este campo de estudio.
Density of luminous flux upon a surface; amount Illumination
of light incident upon a surface.
Visible radiant energy; quantity of "flux" is Light
measured in lumens.
Unit of luminous flux; quantity of flux emitted through a unit solid angle (one steradian) from a "standard candle."
Lumen
Unit of illumination; illumination on a surface Footcandle
one square foot in area at a distance of one foot from a "standard candle" (on which is uniformly distributed a flux of one lumen); one lumen per square foot .
Unit of illumination (metric system); one lumen Lux
per square meter.
Phot
Reflection Factor
Unit of illumination (metric system); one lumen per square centimeter.
Reflectance of a surface; percentage of incident light reflected from a surface (light falling upon a surface which absorbs or transmits half of the light and reflects half has a reflection factor of 50 per cent) .
Luminous intensity or luminance of a surface; Brightness
an illumination source (may result from light produced by or reflected from a surface) .
Unit of luminance or brightness being emitted Footlamberts
from o source at the rate of one lumen per square foot. Brightness (in footlamberts) of a reflecting surface is equal to the intensity of the light inci- dent upon it (in footcandies) multiplied by its reflection factor: 70 f.c. x 50% r.f. = brightness of 35 footlamberts.
Unit of brightness of o surface emitting or reflect- ing light at the rate of one lumen per square cen- timeter.
Lamberts
OE FIIMITIONB
BRIGHTNESS OF SURFACE
200 fc X 40% reflection = 80 loot lombvrlt
QUALITY LIGHTING
QUALITY LIGHTING
Certainly the criteria for good lighting con be measured and expressed as scientific data, e.g., the comparison of the quantity and diversity criteria in different lighting situations. Other criteria and controls for good lighting situations must be investigated in other fashions, but the effects on quantity and diversity of various controls and devices can be measured and compared by the test procedures herein described.
The importance of lighting in
mood
comfort
accident prevention
task and learning efficiency
physical well-being or fatigue
has been demonstrated, and it is from the relation between lighting and these factors that the basic principles of quality in lighting ore derived. These elements of quality hove been proved, defined, and are well known. They ore here discussed as the basic criteria for quality lighting:
Adequate Quantity Controlled Diversity Optimum Brightness Balance.
Quality
Light required for survival , for efficient accomplishment of tasks, for comfort in any situation can vary in quantity from a fraction of a footcandle to several thousand. The natural luminous environment under which the eyes evolved presents situations within this enormous spread in light quantity. The eyes have a remarkable capacity for adapting to these variations.
Quantity
QUALITY LIGHTING
An adequate amount of light for tasks Involving sight within a building is the requirement for quality lighting. The recom- mended levels of lighting for the varietyof seeingand learn- ing tasks in schools range from a minimum of 30 to 40 foot- candles forgenerol lighting in rooms for undifferentiated tasks to several hundred footcondles in rooms for special tasks in- volving detail work such as drafting and sewing. Buildings of all types require similar spreads in I ighting quantity .
A totally uniform lighting situation is seldom achieved, is not necessarily desirable/ and is expensive. A certain diversity in the distribution of I ight within o space is commensurate with good quality; variations in lighting intensities possess a psychological advantage over uniform conditions. Diversity must be accepted, particularly in day-lighted spaces, but it must be controlled.
The usually recommended diversity in task brightness in schools is 1:2, meaning the poorest I ight at a task station should be no less than one half as much I ight as at the best station .
Diversity
Diversity Ratio
The brightness balance of all surfaces within a room is the final Brightness basis on which quality is judged. The National Council on Schoolhouse Construction recommendations on brightness - differences are the general I y accepted criteria for visual comfort:
The brightness in footlamberts of any surface viewed from any sitting or standing position in a room shall not exceed ten times (maximum brightness ratio, 1:10) nor be less than one third of the brightness of the poor- est lighted task station In the room. This includes the view through the windows and the brightness of the lighting fixtures as well as all interior surfaces.
The brightness in footlamberts of any surface adjacent to the task station should not be greater than three times the task brightness.
As lighting intensities are increased above the minimum 30 to 40 footcandle levels, the reflection factors of room surfaces become important. It is difficult to achieve desirable bright- ness ratios and controlled variation of intensity if low reflec- tance surfaces (dark finishes) are employed for any sizeable areas within a space. Reflection factors generally recom- mended for interior surfaces in school classrooms:
Reflection Factors
ceil ings walls
chalkboards floors
85-90% 40-00% 20-25% 20-40%
The brightness ratios of light sources (windows or other open- ings in a room and the lighting fixtures) ore the most difficult to control .
Daylight sources (windows and skylights) ore amenable to control devices:
Window location and size: Large area openings such as window wallsrother than small windows or stripsof small windows result in higher intensities within the room, thus lowering the brightness ratio between in- terior surfaces and the brightness of the sky or view. Diversity ratios, however, are increased because the increase in intensity is greatest at the windows.
Roof overhangs and exterior louvers: Shielding direct view of the bright sky is the best brightness control .
The use of low light-transmission glass in windows through which the sky can be seen is effective, but this device excludes much of the light available for seeing purposes.
Lighting fixtures ore available in which the surfaces have brightnesses amenable to the developmentof the ratios recom- mended. This quality criterion, not ordinarily reported in the manufacturer's catalogue information, can be investigated by the use of the "Scissors Curve," as developed under the auspices of the Illuminating Engineering Society.
Source Brightness
QUALITY LIGHTING
CALIDAD DE ILUMINACIÓN
El criterio para una bueno iluminación, puede ser expresado en términos cientificos, e.g. la comparación entre lo cali- dad y diversidad en diferentes situaciones de iluminación . Sin embargo, otros criterios y controles paro uno bueno ilu- minación deber ser investigados de otro formo . En los pro- cedimientos de ensoye oquí descritos se puede medir y com- poror los efectos de calidad y diversidad de varios controles y meconismos
La ccntidod de iluminación tonto Interior como exterior, determina el grado de ayuda y promoción de los octlvido- des humanos en ambientes iluminados. Se ha demostrado y definido los elementos de calidad y es bien conocido su relación con otros foctores:
bienestar
rendimiento en el oprendizoje
estado de dnimo
equilibrio fisiológico o fatigo
accidentes
y el criterio para uno buena iluminación:
cantidad adecuada
diversidad controlada
balance óptimo de luminosldod
La cantidad de luz suficiente para sobrevivir, para el cumpli- miento eficiente de tareas o paro comodidad en cualquier situación vario desde frocción a miles de bujlas-pié. Los niveles de Iluminación recomendados en escuelas poro labo- res de ver y oprender en recintos de tareas no diferenciadas vario entre 30 y 40 bujías-pié. En recintos destinados o lobores específicos, en donde interviene el detolle, como ser costura y dibujo, el nivel aumenta a varios cientos de bujías-pié. Cualquier tipo de edificio necesita o su vez gamos similores de cantidad de ¡lumlnoclón.
Rara vez se logra uno Iluminación totalmente uniforme, condición que no es necesariamente deseable y que ade- mds es coro lograrla . Cierto diversidad en lo distribu- ción de lo luz en un espacio es proporcional o una bueno calidad de iluminación. Las variaciones en lo ¡ntensi- dod de iluminación ofrecen ciertas ventajas psicológicas sobre condiciones uniformes. Lo diversidad debe ser aceptado, especialmente en espacios con luz natural, pero debe ser controlado .
Se recomienda generalmente en óreos de trabajo en es- cuelas uno diversidad de razón, 1:2, lo cual significo que lo estación de trabajo peor iluminada debe ser no menor de la mitad de lo Iluminación de lo estación me- jor iluminado .
El equilibrio de la luminosidad en todos los superficies de un recinto es lo base sobre lo cual se juzgo lo cali- dad. Las recomendaciones sobre luminosidad propor- cionadas por The National Council on School Construc- tion es el criterio aceptado generalmente paro una visión cómodo:
Calidad
Contidod
Diversidad
Rozón de Diversidad
Luminosidad
La luminosidad en Lamberís-Pié de cualquier superfi- cie mirada desde cualquier posición ya sea sentado o de pié en un recinto, no debe exceder diez veces (rozdn de luminosidad mdxima, 1:10) o ser menor o un tercio de la luminosidad en lo estación peor ilu- minado del recinto. Esto incluye la vista a través de ventanas y lo luminosidad de Idmparas, como asimismo todas las superficies interiores.
La luminosidad en Lomberts-Pié de cuaiquer superficie adyacente a una estación de trabajo no debe ser mayor a tres veces la luminosidad necesaria paro ese trabajo.
Cuando las Intensidades de iluminación son superiores ai nivel de 40 a 40 Lambert-Pié, los índices de reflec- ción de las superficies del recinto se transforman en un punto Importante. Es difícil lograr razones de lumino- sidad deseables y un control de los variaciones de In- tensidad si se utilizan superficies de baja reflección (terminaciones oscuras) en óreos considerables dentro de algún recinto. Los índices de reflección recomen- dados paro superficies interiores en sala de clase son:
85 - 90% pizarrones 20 - 25%
40 - óO% pavimentos 20 - 40%
cielos muros
Las razones de luminosidad de fuentes de iluminación (ventanas u otros orificios en un recinto y Idmparas) son las mós difíciles de controlar.
Están sujetas o control, fuentes de iluminación diversas (ventanas y claraboyas):
Ubicación y tamaño de ventanos: Los aperturas grandes, como ser, ventanas de piso a cielo, en lugar de ventanos pequeñas o ventanos corridas, permiten uno mayor Intensidad de iluminación en el recinto, disminuyendo por consiguiente la razón de luminosidad entre las superficies Inte- riores y la luminosidad del cielo o los vistas. Sin embargo, los razones de diversidad aumentan debido o que la intensidad es rrrayor en las venta- nas.
Voladizos y celosías exteriores, protegiendo la visión directa del cielo, son los mejores contro- les de la luminosidad.
El uso de vidrios de bajo poder de transmisión de luz en las ventanas permite la visión del cielo, pero esta artimaña disminuye mucho la luz dis- ponible para una visión eficaz.
Se pueden conseguir Idmparas en los cuales las super- ficies de luminosidad estén sujetas al desarrollo de las razones recomendadas. Esta información no está ex- presada comunmente en el catálogo del productor, puede ser, sin embargo, determinada con el uso de lo "Scissors curve", desarrollada bajo los auspicios de lo Illuminating Engineering Society.
Indices de Reflección
Luminosidad de
fuentes de
iluminación
QUALITY
LIGHTING
As lighting intensities are increased above the minimum 30 to 40 footcandle levels, the reflection factors of room surfaces become important. It is difficult to achieve desirable bright- ness ratios and controlled vcir\a['\on of intensity If low reflec- tance surfaces (dark finishes) ore employed for any sizeable areas within a space. Reflection factors generally recom- mended for interior surfaces in school classrooms:
ceilings walls
chalkboards floors
85-90% 40-00% 20-25% 20-40%
The brightness ratios of light sources (windows or other open- ings in a room and the lighting fixtures) are the most difficult to control .
Daylight sources (windows and skylights) ore amenable to control devices:
Window location and size: Large area openings such OS window walls rather than small windows or strlpsof small windows result in higher Intensities within the room, thus lowering the brightness ratio between in- terior surfaces and the brightness of the sky or view. Diversity ratios, however, are increased because the Increase in intensity is greatest at the windows.
Roof overhangs and exterior louvers: Shielding direct view of the bright sky is the best brightness control .
The use of low light-transmission gloss in windows through which the sky can be seen is effective, but this device excludes much of the light available for seeing purposes.
Lighting fixtures ore available in which the surfaces have brightnesses amenable to the developmentof the ratios recom- mended. This quality criterion, not ordinarily reported In the manufacturer's catalogue information, con be investigated by the use of the "Scissors Curve," as developed under the auspices of the Illuminating Engineering Society.
Reflection Factors
Source Brightness
TESTING PARAMETERS
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ARGUMENT
Conditions of natural lighting fluctuate from minute to minute. There is no standard sky. The three prime causes of variations in the natural luminous environment are sun effect, cloud cover, and the character of the terrain .The effects of these variables on interior illumination must be considered in developing testing procedures.
Direct sun effect con be ignored in this testing procedure Sun
because: Effect
The natural lighting on the interior of actual buildings will vary in mariy predictable ways: with orientation, time of year and day, sun or shade on terrain, and similar natural phenomena.
Since sun effect usually results in an increase over that obtained from sky effect only, a minimum set of con- ditions without sun can be assumed and lighting levels predicted. On sunny days the assumed lighting con- ditions will be augmented by sun effect resulting in higher interior lighting levels — a condition more de- sirable for indoor lighting levels but not vitiating the importance of the levels obtained under minimum conditions. Cloud effect is standardized in this testing procedure because:
The continuous variation in lighting on partly cloudy days makes suspect any lighting levels predicted. Con- ditions similar to those obtained while testing may recur only seldom, or never. On completely overcast days, the cloud brightness may vary several thousand per cent, resulting in the necessity for reporting lighting levels related to a table of various daylight intensities. The near terrain is considered a part of the model because:
Natural lighting levels within buildings are determined as much by the reflection of light from the landscape surrounding buildings as by light coming directly from the sky or sun. The light contribution from the terrain or walls of nearby structures can be, for one-story buildings, as great as 50 per cent or more of the total light entering the building. This contribution ordinar- ily diminishes in importance for stories above the second and can be ignored from this level up without serious error .
The following standards apply to all testing procedures and Standards
are chosen to moke building form and fenestration the only variables. Thus the comparison of building forms under relatively normal , if minimum, conditions of outdoor light- ing is made easy and exact enough to be useful .
Cloud Effect
Terrain
TESTING PARAMETERS
All testing reported herein is based on a standard minimum sky condition - a totally overcast sky without sun. Illumi- nation values reported from the stations within the rooms will be greater at any time sun effect is added. The light- ing in the building forms being compared can be evaluated for basic adequacy under minimum daylighting conditions as well as in comparison.
The standard totally overcast sky selected has two character- istics. First the brightness at the zenith is greater than that at the horizon. This is characteristic of overcast skies and is in opposition to the brightness distribution of clear skies which are brighter on the horizon than at the zenith. Second, the totally overcast sky is specified as producing on intensity of 500 footcandles on the vertical plane of the fenestration, excluding the light reflected from the ground, and 1250 footcandles on the horizontal plane of the roof.
Basically, with the variation uniform from zenith to horizon, the ratings for illumination are established at:
Overcast Sky:
Illumination at zenith Illumination at horizon
With no sun, no clouds, the ratings reverse:
Clear Sky:
Illumination at zenith Illumination at horizon
Standard Sky^
1500 footcandles 500 footcandles
500 footcandles 1500 footcandles.
With the clear sky standard, combined with another testing procedure for sun effect, results of tests can be added to ob- tain close approximations of actual lighting levels within buildings on sunny days.
Except for situations involving reflective vertical surfaces. Standard
contributions to light within a building are negligible from Terrain
horizontal surfaces at distances beyond 50 feet. Thus, the terrain within a 50-foot radius of the building is considered an integral part of the model being tested and variations can be introduced to simulate specific conditions. A light re- flectance of 10 per cent approximates that of grass, for example; and a surface of that reflectance is situated around the model when tests are made.
2) lES Lighting Handbook, by Illuminating Engineering Society, 345 East 47th Street, New York, N.Y. 10017.
11
TESTING
PARAMETERS
PARÁMETROS DE PRUEBA
10
Las condiciones de iluminación natural fluctúan de minuto a minu- to, no existe un cielo standard. Las tres causas básicos de estos cambios son: efectos del sol , nubes y caracterTsticas del terreno.
Los efectos directos de! sol pueden ser ignorados en este procedi- miento de ensaye ya que:
La iluminación natural en el interior de ios edificios varia de diversas maneras en forma predicible: debido a su orientación, época del año y dTa, sol o sombra sobre el terreno y fenómenos naturales semejantes.
Ya que de los efectos del sol se deriva un aumento con respecto a aquellos logrados con el cielo únicamente, pueden asumirse una serie de condiciones mínimas sin considerar el sol y por lo tanto predecir niveles de ilu- minación. En dfos despejados y con sol los condiciones de iluminación supuestas se verán aumentadas por los efectos del sol y los niveles de iluminación interior serón mayores: condición más deseable paro los niveles de iluminación de interiores pero que no vicio lo importancia de los niveles obtenidos bajo las con- diciones mfmimas.
En este procedimiento se ha stondarizado el efecto de los nubes ya que:
Lo variación continuo de la iluminación en dfas parcial- mente nublados hace sospechar de lo predicción de cualquier nivel de iluminación. Condiciones seme- jantes o aquellas con los que se ha ensayado pueden rara vez o nunca repetirse.
En dfas completamente nublados, la luminosidad de las nubes puede variar en miles por ciento . Esto obl igoria G establecer una relación por medio de cuadros de los niveles de iluminación y de las variaciones en las condiciones de iluminación.
Los niveles de Iluminación natural de los edificios son determi- nados tanto por la reflección de la luz de los jardines y ambiente que lo rodean, como por la luz que proviene directamente del sol o cielo. La contribución de luz por parte del terreno o muros de estructuras cercanas puede ser, en edificios de un piso, hasta de un 50% o mayor al total de la luz que penetra al edificio. Esta contribución por lo general disminuye la Importancia de los pisos sobre el segundo y se pueden ignorar sin caer en un grave error.
Los standards dados a continuación se aplican a todos los proce- dimientos de ensayo y han sido elegidos de manera que la formo de los edificios y la fenestración sean las únicas variables, de manera de simplificar dentro de limites razonables la compara- ción de formas de edificios bajo condiciones relativamente nor- males, si bien mínimas, de las condiciones de iluminación de los alrededores.
Efectos del Sol
Efectos
de
Nubes
Terreno
Standards
Los ensayos de este informe estdn basados en una con- dición de cielo standard mínimo - cielo totalmente cubierto, sin sol - ya que los valores de iluminación en los diversas estaciones de un recinto serdn mayores en cualquier momento. El efecto del sol se añade o las condiciones de días parcialmente cubiertos o días despejados. Esto significa que la iluminación que se comparo en los distintas formas para un edificio puede ser evaluado ya sea para suficiencia bdsico o bien para comparación.
El standard de cielo totalmente cubierto elegido tiene dos características. Primero, la luminosidad en el zenit es aproximadamente el doble de lo del horizonte. Esta es uno característico de cielos totalmente nubla- dos y se opone o lo distribución de lo luminosidad en dios despejados en que son mds luminosos en el hori- zonte que en el zenit. Segundo, el cielo totalmente cubierto tiene la particularidad de producir uno inten- sidad de 50 bujías-pié en el plano vertical de lo fenes- tración, excluyendo lo luz reflejada por el suelo y 1250 bujías-pié en el plano vertical del techo.
Básicamente, con la vorioción uniforme de zenit a horizonte los valores de iluminación se establecen poro:
Cielo totalmente cubierto; Iluminación en el zenit Iluminación en el horizonte
1500 bujía-pié 500 bujía-pié
Sin sol, sin nubes, los valores se invierten:
lluminoción en el zenit 500 bujía-pié
1500 bujía-pié
luminación en el horizonte
Con el standard de cielo despejado, combinando con otro procedimiento de ensaye paro el efecto del sol, se pueden obtener aproximaciones cercanos o los niveles de ilumina- ción existentes en los edificios en días despejados.
Excepto en situaciones que involucran superficies verti- cales reflectonfes, los contribuciones o lo luz en los edificios de las superficies horizontales o distancias ma- yores de 50 pies son despreciables. Por lo tanto, el te- rreno dentro de un radio de 50 pies el edificio es consi- derado como porte integral del modelo en estudio y se pueden introducir variaciones poro simulor condiciones específicas. Una reflección de un 10 por ciento es aproximadamente lo del posto por ejemplo, y uno super- ficie de reflectoncia similar debe ser situado en el modelo cuondo los estudios seon iiechos.
2) íes Lighting Handbook, por Illuminating Engineering Society, 345 East 47th Street, New York, N.Y. 10017.
Cielo Standard
TESTING PARAMETERS
Terreno Standard
EQUIPMENT
ARTIFICIAL SKY
The hemispherical plaster dome, 14 feet in diameter, ellipti- cal in section, five feet from spring line to zenith, was con- structed of 3/4 inch channels bent to shape, metal lath, three coats plaster, with a light sanded finish coat using ordinary lathing and plastering methods. The dome was a gift to the Rice School of Architecture from the Texas Bureau of Lathing and Plastering. It was built in place in the classroom spaces of the school and the cost to reproduce it is estimated to be between $600 and $800.
The interior is painted a flat white with a high light reflec- tance value. Forty 150-watt flood lamps in adjustable soc- kets ore set in a light cove with their tops at the level of the spring line of the hemisphere — this level represents the horizon line in the tests. An access door allows personnel to enter the dome to position the models and have easy access between the dome and instrument counter outside the dome. Sleeves through the lower portion of the dome accommodate wires connecting the sensing cells inside the dome with re- mote meters set on the instrument counter.
Clear Sky: The lights are adjustable through a cone of 90 and are switched alternately, providing uniform dimming to half intensity. When reflector floor lights are adjusted tobe approximately vertical, the light wash on the dome creates the standard clear sky condition: bright horizon fading uniformly to a zenith, rated at one third of the horizon's brightness.
Overcast Sky: When reflector spots are used in alternate out- lets, with about ten focused at the zenith and the remainder adjusted to wash the middle of the hemisphere, the standard overcast sky condition is created: bright zenith fading uni- formly to a horizon, rated one third of the brightness at the zenith .
In both cases, the illumination obtained in the testing table is 550 footcandles. In both methods the 3 /21 Honeywell- Pentax Light Meter is used to check the light wash and ad- just the attitude of the lamps and re-check until relatively uniform gradation throughout the surface of the dome is obtained .
Note well, mechanical ventilation of installations of this sort is necessary because of the high heat output of the lamps and the re-radiation from the surface of the dome.
EQUIPMENT
7' - O" RADIUS
16 - 2" X 12" Slol! for Air Exhaust - equally spaced weld 1/4" 0
= HEAD
^] (jamb similar)
LIGHT TROUGH
13
LIGHTING DOME AT RICE UNIVERSITY SCHOOL OF ARCHITECTURE
EQUIPMEIMT
CIELO ARTIFICIAL
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La cupula hemisférica de yeso, de 14 pies de didmetro, de sección elipHca, de cinco píes de horizonte a zenit, se construye en base o ductos de 3/4 pulgadas doblados para dar la forma; metal desplegado, tres capas de yeso, con enlucido de yeso de terminación, utilizando métodos convencionales de enyesado. La cúpula fue una donación a la Escuela de Arquitectura de la Universidad de Rice por parte de el Texas Bureau Lathing and Plastering. Fue construida en sitio en un drea de sala de clases y se estima que reprodu- cir esta tendría un costo de alrededor de $600 o $800.
El interior se pintó de blanco opaco, de un alto índice de reflección. Se han ubicado cuarenta focos de 150 watt con portaldmparas ajustables en un nicho de iluminación, con el borde superior de éstos al nivel del hori- zonte del hemisferio - nivel que representa el nivel del horizonte en estas pruebas. Una puerta de acceso permite al personal entrar a la cúpula y ubicar los modelos y expedita relación entre la cúpula y el panel de In- strumentos ubicado en el exterior de lo cúpula. Canales en la parte infe- rior de la cúpula sirven para ubicar todos los olambres de las células eléc- tricos en el interior, con los fotómetros ubicados en el panel de Instrumen- tos.
Cielo despejado: los focos son ajustobles en una extensión de 90 grados y se pueden encender en forma alternada, lo que permite una disminu- ción hasta la mitad de lo intensidad. Cuando los focos son ajustados a aproximadamente la vertical, lo luz sobre la superficie de la cúpula crea la condición standard de cielo despejado: horizonte luminoso decreciendo uniformemente hasta el zenit, en ese punto con un tercio de la luminosidad.
Cielo cubierto: cuando se alterno el uso de los focos, con alrededor de diez de ellos ajustados sobre el zenit y el resto hacia la mitad del hemisferio, se crea lo condición standard de cielo cubierto; zenit luminoso decreciendo uniformemente hacia el horizonte y en ese punto con un tercio de lo lumi- nosidad del zenit ,
En ambos casos, la iluminación obtenida en la superficie de ensayo es de 550 bujías-pié. En ambos métodos el fotómetro 3o/21° Honeyv^ell Pentax es empleado pora medir lo intensidad de la luz sobre la superficie de la cúpula y para ojustor la posicioó de los focos hasta lograr uno degradación uniforme en toda la superficie de ésto.
Téngase en cuenta que en instalaciones de esto noturalezo se necesita al- gún tipo de ventilación forzada debido a la enorme cantidad de calor pro- ducido por los focos y lo re-radiación de lo superficie de la cúpula. En ésta se colocó un difusor de cielo en el zenit de 800 cfm. y se colocaron ranuras para aire de retorno en el perímetro de lo cubierta vertical de los focos, con el propósito de disipar la mayor cantidad de calor posible.
EQUIPMENT
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LIGHTING DOME AT RICE UNIVERSITY SCHOOL OF ARCHITECTURE
DETAIL AT TOP RING
EQUIPMENT
INSTRUMENTATION
Light Probes
The probes consist of cadmium sulphide photo resistors (CLAIREX CL 905 N Photo Cells) selected for their small size and for color response corresponding closely to that of the human eye, encased in a 1" round 9/1Ó" thick solid brass base with wiring connections at the side of the base. The accompanying sketch shows the construc- tion of the testing probes and the devices used. Note that the meter plugs for the cells are not the same: the meters used are calibrated to a single photo-cell's response, and interchanging the cells decreases the accuracy of the read- ings.
Cosine correction is made necessary because the photo-cells are chiefly sensitive within a 60° cone. This is done by applying five layers of .006" thick Teflon tape over the cells' window in the base, diffusing entering light through- out an 180 field and obtaining a response to the complete field corresponding to that recommended by the Illuminating Engineering Society for meter cells. The tronslucence of Teflon tapes varies with different manufacturers, and the amount here used is the result of trial and error testing against a G E light meter that had been calibrated at the factory .
Because the color sensitivity of the photo cells is high in the red range, color correction is accomplished by the use of.27/ thick Jenaer #BG-18 optical gloss filters set imme- diately below the translucent plastic cosine-correction tapes and immediately above the photo cell .
Meters
14
Battery-powered, 20 ma, connected with 20-foot lines to the cells and calibrated to read full scale in the following ranges:
Meter * 1 (used in the model test stations)
1 . 0-5 footcandles
2. 0-50 footcandles
3. 0-500 footcandles
Meter ''2 (control meter on roof of model in dome or when testing outdoors)
1 . 0-40 footcandles
2. 0-400 footcandles
3. 0-4000 footcandles
Note, an improvement in facility and range of testing will result from increasing the scale calibration of Meter *2 to read up to 10,000 footcandles.
EQUIPMENT
A calibration hook-up for the two meters with response- adjusting screws on each meter makes itpossible to check the similarity of response of the cells and the condition of the meter batteries before and after each test is run.
4000 7000
Response of normal eye
Response of TEC Probe Cell
COLOR SENSITIVITY
Light Meter: Honeywell-Pentax 3 /21 Exposure Meter with illuminance scale decoi to convert readings from photographic scales to footcandles per square foot or foot lamberts. This meter can focus to andgive a brightness reading in a 3 cone. It is used to check the uniformity of the light wash on the in- terior surface of the dome.
Reflectometer: General Electric Reflectometer Model 8PV1 to test and control the reflectance of the terrain and the in- terior surfaces of the model .
An approximate cost of installation includes: Plaster Dome and Lighting, $1500; Photo Probes and Meters (available at Technical Enterprises Corp. , Houston, Texas), $800; Honey- well-Pentax 3°/21° Exposure Meter with *799 Decal , Min- neapolis Regulator Co., $100; Baumgartner Reflectometer, General Electric Co., $100.
LIGHT METER
15
REFLECTOMETER
EQUIPMENT
INSTRUMENTOS
Fotocélulas
14
Las fotocélulas consisten en fotoresistores de sulfuro de cadmio (Fotocélulas CLAIREX CL 905 N) elegidas por su reducido tamaño y por su respuesta al color, semejante a la del ojo humano. Esta, está montada sobre una base de bronce de 9/16" de espesor y 1 " de diámetro con empalmes eléctricos en el costado. El esquema adyacente muestro lo construcción de los foto- células de ensayo y los mecanismos utilizados. Obsérvese que hay que efectuar una operación coseno-correctora debido o que las fotocélulas son especialmente sensibles en un cono de 60°. Esta se efectúa mediante la colocacién de cinco capas de cinta de Teflon de 0,006" de espesor sobre la obertura de la fotocélula en su base, y cuyo resultado, es lograr la di- fusión de la luz dentro de un campo de 180° y obteniendo asi" una respuesta completa del campo, correspondiente a aquella recomendada por la Illumin- ating Engineering Society paro fotómetros. Lo translúcido del Tefldn depende del productor y lo cantidad usada en este caso corresponde o un ensayo de tanteo con un fotómetro G E que hablo sido calibrado en la fábrica.
Debido a lo alta sensibilidad de las fotocélulas en lo gama de los rojos, se efectuó una corrección de color por medio de un filtro Jenaer *BG-18 de 0,277" de espesor, colocado entre lo fotocélula y la cinta coseno- correctora. El gráfico correspondiente muestra la respuesta al color obteni- da, comparado con el gráfico de respuesta del ojo normal , de lo Illumina- ting Engineering Society.
Se utilizan dos fotocélulas: uno como control y la otro como célulo de en- sayo dentro del modelo. La base de lo segunda célula es cortada en dos costados o 90° permitiendo os' colocarlo en una estación a 1/4" de uno esquina. SI se utiliza un modelo a escola de 1/4" es posible lograr lo lec- tura de intensidad de iluminación a distancias de un pie, desde un muro o una esquina .
Fotómetros
En base a baterfas, 20 ma , conectados por medio de 20 pies de cordón a las células y calibrados para poder leer en su totalidad las siguientes gamas;
Fotómetro N . 1 {usado en las estaciones del modelo)
1 . 0-5 bujías-pié
2. 0-50 bujfas-pié
3. 0-500 bu¡ras-pié
Fotómetro N . 2 (fotómetro de control poro utilizarse sobre el techo del modelo, en la cúpula, o al exterior)
1 . 0-40 bujfas-pié
2. 0-400 bujfas-pié
3. 0-4000 bujfas-pié.
Obsérvese que, al calibrar el fotómetro N. 2 para una lectura de hasta 10.000 lomberts-pié se mejorará tanto en facilidad, como en la gama de ensayos.
Un acoplamiento para calibrar los fotómetros con tornillos ojustables en cada uno, hace posible verificar lo similitud de respuesta de las células y el estado de las boterfas en cada una, antes y después de cada prueba . Se muestran los diagramas de circuitos y conexiones poro los fotómetros en lo página 16 .
Fotómefro: Honeyweil-Pentax 3°/21° con escala de llummaclán que permi- te convertir medidas de escalas fotográficas a bujías-pie por pie cuadrado o footlamberts. Este fotómetro puede enfocar y leer la luminosidad en un coiio de 3°. Se utiliza para medir la uniformidad de iluminación en el in- terior de la cúpula.
Reflectómetro: Reflectómetro General Electric modelo 8PVII para ensayar y controlar la reflección del terreno y de las superficies interiores del modelo.
COSTO DEL EQUIPO
Un costo aproximado de lo instolocián comprende: cúpula de yeso e ilumina- ción, $1500; células foloeláctricos y fotómetro, disponible en Technical Enterprises Corp., Houston, Texas, $800; fotómetro 3/21 Honeyweil-Pentax $100; reflectómetro General Electric, $100.
EQUIPMENT
LIGHT METER
15
REFLECTOMETER
EQUIPMENT
5 Dio.
5 layers teflon tape .006 thick each layer
bra ss
P 1
|
1 9 16 |
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|
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1 |
|
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|
|
T |
•^ |
3 16
-#4-40 set screw 1 thick 32 felt
CLAIREX CL905N photocell with Jenaer type BG-IS 2 mm thick filter
. SWITCHCR.A,FT type 780 "Tiny-Plug" sjbminiature phone plug with 25 ft. 22 ga, 2 cond.
CONTROL
PROBE
90"
16
4- 40 set screw, 4- 40 binder head, *4 solder lug
NOTE:
AAateriolsS. construction
sa-ne or, above except as noted.
TESTING
L SWITCHCRAFT TR Series Micro Plug Type 850
PROBE
ILUSTRACIONES SOBRE LA CONSTRUCCIÓN DE FOTOCÉLULAS DRAWINGS SHOWING CONSTRUCTION OF LIGHT PROBES
Assembly Products
Model 302 Code 5163
Part * 37 -082 -0050
M-40
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OFF BATT.
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400 40
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2,7 K
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Assembly Products
Model 302 Code 5163
Part *37-0802-0050
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220 .2 K f
56
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DIAGRAMA DEL CIRCUITO DEL FOTÓMETRO T.E.C. CIRCUIT DIAGRAM T E C LIGHT METER
EQUIPMENT
17
EQUIPMENT
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MODELS
Models: 1/2 inch to 3/4 inch scale with surfaces painted to give the following standard reflectances:
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ceilings |
80% |
|
walls |
60% |
|
floors |
30% |
The modelsare carefully built to simulate interior conditions, complete with casework and other interiorappointments large enough to influence reflectances. Testing stations are marked on the floor of the model and the interior photo-cell moved from station to station as testing progresses. Windows of the model ore not glazed, but if large, mull ions are built to scale.
Roofs of the models are constructed so that they can be re- moved easily to accommodate the testing adjustments, an easier mechanism than shifting the models.
On all sides of the architectural model the terrain is scaled to represent a 50-foot radius. This terrain is painted gray to simulate the 10% reflectance of grass, the 30% reflectance of concrete, or similar simulation.
The model is placed at the center of the dome on the testing table with the model base at the horizon line defined by the height of the light trough 30 inches above the dome floor.
The use of "Colorprint" paper sheets, obtainable in a large range of gray tones is a convenience in obtaining uniformly reflective surfaces for both the interior and the terrain. Finding the reflectance percentages for each tone is done with the Reflectometer, and the selected sheets are secured to the walls of the model with rubber cement.
MODEL TESTING
TESTING PROCEDURES
One photo cell Is placed at a test station In the model at an elevation 30 Inches (70 centimeters) above the floor, the working plane. The roof Is replaced and the second photo cell, the control cell. Is placed on the roof, adjusted with its top surface horizontal. and located on the highest roof level .
Readings are taken at each test station within the model with a check of the control cell reading and notation of any vari- ation in the control cell from station to station. If variation Is present, it results from a variation of the light output (cur- rent variations) ore change In meter battery power.
The ratio between the control cell reading and the 1250 f.c. standard sky is applied to the meter readings at each test station. The result is the predicted lighting level at the various stations.
Immediately before and after each test, two calibration pro- cedures are necessary;
1 . With the meters set on "battery," set both scales to register "full ."
2. Set cells side by side under the same illumination; calibrate meter readings.
Current or battery fluctuations during testing change the above ratio and the application of differing ratios gives automatic correspondence of all readings reported.
19
EQUIPMEIMT
18
MODELOS
Modelos: o escala de 1/2 pulgada a 3/4 de pulgada por pié, con las super- ficies pintadas de manera que den los siguientes índices standard de reflec- cián:
|
cielos |
80% |
|
muros |
Ó0% |
|
pisos |
30% |
Los modelos son construidos cuidadosamente de manera que simulen las con- diciones interiores, incluyendo mobiliario u otras características interiores de dimensión tal que puedan influir en la reflección. Las estaciones de prueba se marcan en la base del modelo y lo fotocélula interior se mueve de estación en estación a medida que lo prueba avanza. No se coloca vi- drio en ios ventanas del modelo, sin embargo, si los elementas de ventana son de tamaño considerable, se construyen o escala.
Los techos de los modelos se construyen de manera que puedan removerse fá- cilmente de manera de poder hacer los ajustes de ensaye necesarios, proce- dimiento mds sencillo que el tener que mover el modelo.
Por todos los costados del modelo se construye a escola, terreno que repre- senta un radio de 50 pies. Se pinta este de color gris paro simular el 10% de reflección del pasto^ 30% del concreto, o cualquier factor correspon- diente.
Se ubica el modelo en el centro de la cúpula sobre la mesa de pruebas con la base del modelo sobre lo línea del horizonte definida por lo altura de la luz o bien 30 pulgadas sobre el nivel de piso de lo cúpula.
T E ST I NG
PROCEDURES
PRUEBAS EN MODELOS
Una fotocélula se coloca en la estación de prueba del modelo a una altura de 30 pulgadas (70 cent'metros) sobre el piso, (plano de trabajo). Se coloca el techo y una segunda fotocélula, la de control, se coloca sobre éste de mane- ra que su cora superior esté horizontal y en el nivel superior.
Se toman las lecturas de cada estación en el modelo, verificando siempre la lectura de la célula de control y considerando cualquier variación de la cé- lula de control de estación en estación. Si aparece cualquier variación, ésta se deberá a una variación en la intensidad de luz (variaciones de la corriente) o bien a un cambio en la intensidad de corriente de las baterías de los fotó- metros.
La razón entre la lectura de la célula de control y las 1250 bujías-pie del cielo standard se aplica a cada lectura hecha en cada estación. El resultado, es el nivel de iluminación predecible en las distintas estaciones.
Fluctuaciones de corriente o de las baterías durante la prueba alteran la men- cionada razón y la aplicación de distintas razones dan correspondencia auto- mática a todas los lecturas.
Inmediatamente después y antes de cada prueba, son necesarios dos procedi- mient-os de calibración:
1. Con los fotómetros puestos en "battery", póngase ambas escalas en "full".
2. Coloqúense las fotocélulas una al lado de otra bajo la misma iluminación; calíbrense las lecturas en los fotómetros.
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TEST REPORTS
CHILEAN COMMUNITY FACILITIES PROGRAM Natural Lighting Test 30 November 64
Lighting Dome Rice University
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LA
FERIA
SUR
Overcast sky 1250 foot-candles on plane of roof
MODEL *1
Monitor roof Bilateral lighting Large strip windows Covered passage on one side
Reflectances
Illumination
Intensities
(Foot-candles)
Diversity Ratio 1 : 1.9
LA FERIA SUR
Tests conducted for the Chilean Community Facilities Plannj'ng and Action Program show typical testing and reporting procedures.
Two building sections being considered by the designers of a schoolhouse project atLaPeriaSur were compared for lighting performance. In addition to tests on two typical sections, two variations were included as on aid to design decisions in later phases. The models represent a monitor roof system with one alternate, a small clerestory section with three alternates, and a large clerestory with three alternates.
Models constructed at a scale of 1 : 20 (metric) with approxi- mately 30 meters (100 feet) of scaled terrain were used. The reflection factor of the exterior terrain was 50%, simulating concrete or sandy soil . Interior reflectances were set:
ceilings, roofsoffits, ceilinggrilles 85% walls 60%
floors 40%
No simulation of chalkboard was included but shelves indi- cated at exterior walls below the strip windows were included.
Window and roof openings were unglazed. No attempt was made to simulate the light transmission factor of glass nor the small loss in light from window frames, mullions and muntins. The ceiling louvers were carefully constructed to scale and painted the same reflectance value as the ceiling.
Lighting conditions simulating the minimum conditions likely to be encountered with common frequency were established. All illumination values reported were taken at the standard working plane, the horizon line set by model base and dome.
The report sheets for the building sections reveal data from which comparisons can be made to suggest where optimum conditions might be discovered. Report sheets of five of the ten models tested are included herein.
TEST
REPORTS
CHILEAN COMMUNITY FACILITIES PROGRAM Natural Lighting Test 30 November 64
Lighting Dome Rice University
LA
FERIA
SUR
Overcast sky 1250 footcandles on plane of roof
CHILEAN COMMUNITY FACILITIES PROGRAM Natural Lighting Test 30 November 64
Lighting Dome Rice University
LA
FERIA
SUR
Overcast sky 1250 footcandles on plane of roof
MODELj^2-A Small clerestory Bilateral lighting Large strip windows Covered passage on clerestory side
Reflectances
luminotion Intensities (Footcandles)
MODEL ^2-k] Small clerestory Bilateral lighting Large windows Covered passage at wall opposite clerestory
Reflectances
Illumination
Intensities
(Footcandles)
21
Diversity
Ratio
1 : 2
TEST PE POPTS
CHILEAN COMMUNITY FACILITIES PROGRAM Natural Lighting Test 30 November 64
Lighting Dome Rice University
20
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LA
FERIA
SUR
Overcast sky 1250 foot-candles on plane of roof
MODEL *1
Monitor roof Bilateral lighting Large strip windows Covered passage on one side
Reflectances
Illumination
Intensities
(Foot-candles)
Diversity Ratio 1 : 1.9
INFORMES DE ENSAYO - LA FERIA SUR
Para el Programa de Equipamiento Comunitario de Chile, se llevaron o cabo pruebas en los que se muestran los procedimientos e Informes.
Se compararon dos cortes tipo, considerados por los arquitectos de una es- cuela para la población Lo Feria Sur, con respecto o su comportamiento de iluminación. Ademds de estos, se incluyeron dos variantes pora ayudar a los proyectistas en las decisiones de diseño posteriores. Los modelos repre- sentaban: un sistema de techumbre con claraboya lateral y una alternativa; con pequeñas claraboyas laterales y tres alternativas; y, con claraboyas ma- yores y tres alternativas.
Los modelos se construyeron a escala 1:20 (métrico) con aproximadamente 30 metros (100 pies) de terreno o escala. El factor de reflección exterior fue de un 50% simulando concreto o terreno arenoso. Los índices estable- cidos paro los reflecciones interiores fueron los siguientes:
cielos y celos'as de cielo muros
pisos
85% 60% 40%
No se consideró el pizarrón, pero sí las repisas indicadas en el corte bajo la ventana corrida .
No se colocó vidrio en los ventanas o claraboyas, ni se intentó simular el factor de transmisión del vidrio o la pequeña pérdida de luz debido a los marcos y elementos de las ventanas. Las celosías de cielo fueron cuidodo- samente construidos o escala y pintadas con un valor de reflección semejan- te al del cielo.
Se establecieron las condiciones que simulasen los índices de iluminación mínimos con los cuales se encuentra uno con mayor frecuencia. Todos los valores fueron tomados sobre un plano standard de trabajo y lo línea de ho- rizonte tomada con respecto a lo base del modelo y lo cúpula.
En las hojas del informe para los diversos cortes, se encuentran datos que su- gieren donde pueden ser descubiertas las condiciones óptimas.
MODELO ^ 1
Claraboya doble Iluminación bilateral Ventana corrida grande pasillo cubierto a un costado.
INFORMES DE ENSAYO
LA FERIA SUR
MODELO i^2-A Pequeña claraboya Iluminación bilateral Ventana corrido grande Pasillo cubierto sobre el mismo lado de la claraboya .
MODELO ^2-A] Pequeña claraboya iluminación bilateral Ventana corrida grande Pasillo cubierto sobre el lado opuesto al de la claraboya ,
TEST
CHILEAN COMMUNITY FACILITIES PROGRAM
Natural Lighting Test 30 November 64
Lighting Dome Rice University
RE PORTS
LA
FERIA
SUR
Overcast sky 1250 footcandles
on plane of roof
MODEL *2-Al
Small clerestory Bilateral lighting Large windows Covered passage at wall opposite clerestory
Reflectances
Illumination
Intensities
(Footcandles)
21
Diversity
Ratio
1 : 2
TEST
R E POR TS
LA FERIA SUR REPORT
LIGHTING PERFORMANCE COMPARISONS
The proposed building forms proved to be excellent from the standpoint of lighting performance: ample day light from bi- lateral lighting and lighting devices on the roof; brightness controlled by size and placement of windows which eliminate sky glare . Use of either of the types will result in a school classroom with possibil ities for an excel lent visual environment: light is of adequate quantity and excellent quality.
MONITOR ROOF SECTIONS
MODELS *I and«'IA
The effectofan increase in window area is increased intensity
throughout and Improvement In the uniformity of lighting
levels (a "flatter" curve).
The sills of the larger windows remain at heights above the floor that keep the sky brightness factor to a minimum. Generally, with higher light levels, a modicum of sky in the field of view will not be uncomfortable.
22
SMALL CLERESTORY SECTIONS MODELS *2, «'2A, 2-l,*2-Al
Location of the covered passage on the same side as the clere- story opening results in slightly less light but more uniform distribution than location of the covered passage on the wall opposite the clerestory opening. This effect Is greater in the small window scheme than that with larger windows, but is present in both. The 50% reflection factor of the terrain in the model Is responsible for the effect. Landscaping that will lower the reflectance of the terrain will influence the magni- tude of this effect.
The small clerestory with small window sections results in rather minimum lighting levels, a barely acceptable scheme. Thelowered lighting levels resulting from furnishings, people, and glass transmission loss must be considered.
LARGE CLERESTORY SECTIONS
MODELS »3, *3A, *3-l, *3-AI
Placement of the covered passage in relation to the opening
of theclerestoryappearsto have little effect in these schemes.
Large window section distribution curves run remarkably parallel to, but greater than, those of the small window sections. Illumination levels con be the sole factors used in making decisions between them.
CHILEAN COMMUNITY FACILITIES PROGRAM Natural Lighting Test 30 November 64
Lighting Dome Rice University
LA
FERIA SUR
Overcast sky 1250 footcondles on plane of roof
50%
MODEL *3 Large clerestory Bilateral lighting Small windows Covered passege on clerestory side
Reflectances
Illumination
Intensities
(Footcondles)
^o Diversity
Ratio 1 : 2.9
TEST REPORTS
CONCLUSIONS - LA FERIA SUR
1. The Monitor Roof Scheme provides the best lighting in the two sections originally proposed.
2. An increase in window size in the Monitor Scheme results in a combination of the highest levels of il- lumination with the most uniform distribution of all the schemes testes.
3. An increase in the size of the clerestory over that proposed has essentially the same effect in raising lighting levels asan increase in the size of the windows. Light distribution is well within recom- mended limits but not quite as uniform as in the Monitor Roof Scheme.
4. The Large Clerestory with LorgeWindow Scheme re- sults in maximum lighting levels with light distribution well within recommended levels, if there ore archi- tectural advantages to this scheme, its performance will result in an excellent visual environment.
CHILEAN COMMUNITY FACILITIES PROGRAM Natural Lighting Test 30 November 64-
Lighting Dome Rice University
LA
FERIA
SUR
Overcast sky 1250 footcandles on plane of roof
MODEL *3-AI
Large clerestory BI ioferal lighting Large windows Covered passage at wall opposite clerestory
Reflectances
Illumination
Intensities
(Footcandles)
23
Diversify *° Ratio ^ 1:2.2
TEST
R E POR TS
LA FERIA SUR REPORT
LIGHTING PERFORMANCE COMPARISONS
The proposed building forms proved to be excellent from the standpoint of lighting performance: ample day light from bi- lateral lighting and lighting devices on the roof; brightness controlled by size and placement of windov/s which eliminate sky glare . Use of either of the types will result in a school classroom with possibilities for an excel lent visual environment: light is of adequate quantity and excellent quality.
MONITOR ROOF SECTIONS
MODELS *1 and*lA
The effectofan increase in window area is increased intensity
throughout and improvement in the uniformity of lighting
levels (a "flatter" curve).
The sills of the larger windows remain at heights above the floor that keep the sky brightness factor to a minimum. Generally, with higher light levels, a modicum of sky in the field of view will not be uncomfortable.
SMALL CLERESTORY SECTIONS MODELS «"2, «'2A, 2-1, #2-AI
Location of the covered passage on the same side as the clere- story opening results in slightly less light but more uniform distribution than location of the covered passage on the wall opposite the clerestory opening. This effect is greater in the small window scheme than that with larger windows, but is present in both. The 50% reflection factor of the terrain in the model is responsible for the effect. Landscaping that will lower the reflectance of the terrain will influence the magni- tude of this effect.
The small clerestory with small window sections results in rather minimum lighting levels, a barely acceptable scheme. The lowered lighting levels resulting from furnishings, people, and glass transmission loss must be considered.
LARGE CLERESTORY SECTIONS
MODELS *3,*3A, #3-1, #3-Al
Placement of the covered passage in relation to the opening
of the clerestory appears to have little effect in these schemes.
Large window section distribution curves run remarkably parallel to, but greater than, those of the small window sections. Illumination levels can be the sole factors used in making decisions between them.
COMPARACIONES SOBRE EL COMPORTAMIENTO DE LA ILUMINACIÓN LA FERIA SUR
Las formas propuestas para el edificio demostraron ser excelentes bajo el punto de vis- ta de su comportamiento de iluminación bi-iateral y de los mecanismos de iluminación en el techo, luminosidad controlado por el tamaño y ubicación de las ventanas, los cuales eliminan el deslumbramiento. Con el uso de cualquiera de los tipos el resul- tado serd el de uno salo de clases con las posibilidades de un excelente ámbito vi- sual, la luz es de una cantidad adecuada y de una excelente calidad.
Claraboyo doble Modelos * 1 y * lA
El efecto de un aumento en el dreo de las ventanas se refleja en una intensidad mayor en toda la solo y en mejor nivel de iluminación uniforme (curva mós "plano"). Los ontepectios de las ventanas permanecen a una altura tal sobre el piso, que mantienen el factor de la luminosidad del cielo al mínimo. Por lo general, con niveles de ilu- minación mayores, uno pequeña cantidad de cielo en el campo visual, no es molesta.
Pequei^o claraboyo lateral
Modelo «"2, »2A, "2-1 y'2-K\
La ubicación del pasillo cubierto en el mismo lodo de la claraboya permite uno menor iluminación pero una mejor distribución uniforme que en el coso en que lo claraboya está situada en el lado opuesto a dicho pasillo. Este efecto es mayor en el esquema de la ventana pequeña que en el de la ventana mayor pero está presente en ambas. El factor del 50 por ciento de reflección del terreno es el cousante de este efecto. Lo magnitud de este efecto se verá disminuido con paisajismo que disminuya lo reflec- ción del terreno.
Con la claraboya pequeña y pequeños ventanos, se obtienen índices de iluminación mínimos, esquema apenas aceptable. Ha de torrrarse en cuenta la disminución de los niveles de iluminación graciosa el mobil lorio, gente y pérdida en lo treinsmisión de los vidrios.
Claraboya lateral mayor
Modelos #3, *3A,*3-1,*3-A
La ubicación de lo claraboya con respecto a los pasillos cubiertos en estos esquemas, tiene poco efecto .
Los curvas de distribución son notablemente paralelas, pero mayores, en el esquema de lo ventano mayor que en el de la ventana menor. Por lo tonto lo decisión entre ellos reside fundamentalmente en los niveles de iluminación.
MODELO fZ Claraboya grande Iluminación bilateral Ventana corrida pequeña Pasillo cubierto sobre el mismo lodo de la claraboya.
CONCLUSIONES DEL INFORME SOBRE LA FERIA SUR
I. El esquema con doble claraboya permite la mejor iluminacián de los dos cortes originalmente propuestos.
2.
3.
Un aumento en el tomarlo de los ventanas en el esquema con doble claraboya, permite lo combinación de uno mayor iluminación y la me- jor distribución uniforme de la iluminación de todos los esquemas.
Un aumento de tamaño en el esquemo de lo claraboya lateral pro- puesto tiene esencialmente el mismo efecto sobre el aumento de los niveles de iluminación que un aumento en el tamaño de las ventanas. La distribución de lo iluminación se encuentra dentro de los límites recomendados, pero no tan uniforme como en el esquema de claraboya doble .
El esquema de cloraboyo lateral grande y ventanas grandes presenta un nivel de iluminación mdximo y dentro de los limites recomendados de distribución de lo luz. Si hubiese ventajas arquitectónicas con este esquemo, su comportamiento serio, el de un excelente ámbito visual .
MODELÓOS-AI
Cloroboya grande Iluminación bilateral Ventano corrida grande Pasillo cubierto sobre el lodo opuesto al de lo claraboya .
TEST REPO RT S
CHILEAN COMMUNITY FACILITIES PROGRAM Natural Lighting Test 30 November 64
Lighting Dome Rice University
u
FERIA SUR
Overcast sky 1250footcandles on plane of roof
MODEL '''3-A1 Large clerestory B| lateral lighting Large windows Covered passage at wall opposite clerestory
Reflectances
Illumination
Intensities
(Footcandles)
23
INVESTIGATIONS
24
ACADEMIC DEMONSTRATIONS
The behavior of light in buildings is demonstrated and inves- tigated by students in the school of architecture. The testing facility provides the opportunity for students to experience and record the effects on lighting levels of various changes in the geometry of interior spaces:
surface reflectances
ceiling slopes and shapes
variations in placement of lighting sources
variations in size of light sources
Several projects by third year students are summarized on the following pages. Similar investigations by the Texas Engi- neering Experiment Station in the 1950's demonstrated the small change in lighting levels resulting from the lowering of ceilings below the customary 12 to 14 feet in school class- rooms. These investigations influenced development of the present geometry of school classrooms.
Familiarity with the nature of light gradients for typical lighting systems enables the designer to evaluate the sys- tem and use either additional natural lighting or artificial lighting to provide the amount of light needed where needed in his design ,
I NVESTIGATIONS
CHARACTERISTIC LIGHTING GRADIENTS FOR TYPICAL SPACES
Typical Unilaferal Daylighting (No Roof Overhang): 30' x 30' X 8' high ceiling; windows from 3' sill to ceil ing with these standard conditions:
ceiling (flat) walls floor terrain test stations
85% reflectance 60% reflectance 40% reflectance 40% reflectance 30" above floor
Lighting intensities decrease from a high at the center of the space at the windows to approximately one fourth intensity at the center of the room space, to approximately one-sixth at the center of the rear wall .
Diversity ratio is approximately l:ó, not satisfactory for the spaces, the whole of which may be used for persons occupied at undifferentiated tasks.
Lighting intensity falls measureably at the side and rear walls. (The absorption of light by these surfaces must be considered in the design of artificial lighting systems: fixtures should be located nearer the walls than the spacing between fixtures.)
Unilaterally-lighted spaces must be balanced or reinforced by additional day-lighting or artificial systems to achieve a rea- sonable uniformity where tasks are not confined to the areas adjoining the windows.
All succeeding investigations included herein are compared with this standard unilaterally-lighted space.
LIGHTING GRADIENT ON í OF TYPICAL ROOM
ILLUMINATION LEVELS - UNILATERAL LIGHTING
25
LIGHTING GRADIENTS AT "A-A"& "B-B"
-D-D
LIGHTING GRADIENTS AT "C-C"& "D-D"
INVESTIGATIONS
24
DEMOSTRACIONES ACADÉMICAS
En la Universidad de Rice, Íos estudiantes investigan y demuestran el com- portamiento de lo luz en los edificios. El equipo de ensaye permite la opor- tunidad de experimentar y registrar los diversos efectos de niveles de ilumina- ción de cambios en la geometría interior de Íos espacios interiores, como son:
Refleccidn de superficies
Formas y pendientes de cielos
Variaciones en la ubicación de las fuentes de iluminación
Variaciones en el tamaño de las fuentes de iluminación.
En las pdginas siguientes se encuentran resumidos varios proyectos de alumnos del tercer año. En lo década del 50, estudios similares hechos por la Texas Engineering Experiment Station demostraron la ba¡a incidencia en los niveles de iluminación como consecuencia de bajar los cielos de salas de clase de la acostumbrada altura de 13 a 14 pies. Estas investigaciones, influyeron en el desarrollo de lo actual geometría de los salas de clase.
La familiaridad con la naturaleza de gradientes de iluminación típicos, permi- te al proyectista evaluar el sistema y usar luz natural o artificial adicional en su diseño, poro proveer alió donde la requiera, lo cantidad necesario.
I NVESTIGATIONS
GRADIENTES DE ILUMINACIÓN CARACTERÍSTICAS PARA ESPACIOS TIPO
Iluminación natural unilateral tipo (sin aleros): en área 30 pies por 8 pies de piso a cielo; ventanos desde antepecho de 3 pies de altura a cielo con las siguientes condiciones standard:
cielo (plano)
muros
piso
terreno
estaciones de prueba
25% refleccion 60% refleccion 40% refleccion 40% refleccion 30" sobre el piso
Los intensidades de iluminación disminuyen desde uno máximo al centro del espocio en las ventanas, a aproximadamente lo cuarta porte de la intensidad en el centro del espacio, a aproximadamente lo sexto parte en el centro del muro del fondo.
La rozón de diversidad es aproximadamente 1:6, ¡nsatisfactorio pora los recin- tos, y el espacio puede ser usado en su totalidad por personas ocupadas en labores indiferencladas.
La intensidad de iluminación decrece ostensiblemente en los muros laterales y de fondo. (La absorción de luz por estas superficies debe ser considerada en el diseño de sistemas de iluminación artificial: las lámparos deberTan ser ubi- cadas mas cerca de los muros que la distancia entre ellos.)
Los espacios iluminados unilaterolmente deben ser equilibrados o reforzados por iluminación natural o artificial adicional poro lograr una uniformidad razonable en el lugar en que los labores no están I imitadas a las óreos adya- centes o las ventanos.
Todos las investigaciones siguientes están comparados o este espacio con ilu- minación unilateral standard.
LIGHTING GRADIENT ON í OF TYPICAL ROOM
|
195 |
84 |
43 |
31 |
27 |
||
|
+ |
+ |
+ |
+ |
+• |
" |
|
|
218 |
95 |
47 |
35 |
31 |
||
|
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
||
|
214 |
99 |
51 |
37 |
31 |
||
|
A |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
' |
|
214 |
95 |
47 |
35 |
29 |
||
|
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
||
|
Window |
||||||
|
Wall |
201 |
83 |
43 |
31 |
27 |
|
|
■ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
ILLUMINATION LEVELS - UNILATERAL LIGHTING
25
LIGHTING GRADIENTS AT "A-A"& "B-B"
-D-D
LIGHTING GRADIENTS AT "C-C"& "D-D
NVESTIGATiaiMS
LIGHTIMG GRADIENT - BI-LATERAL LIGHTING
— — ^^ BI-LATERAL LIGHTING = t==.^ UNILATERAL LIGHTING
BI-LATERAL LIGHTING WITH SKYLIGHTS AT 1/3 POINTS
26
|
A + + + + |
B + |
C + + + + + |
D + |
E + + + + |
1 2 3 4 |
|
+ |
+ |
||||
|
+- |
+ |
||||
|
+ |
+ |
||||
|
+ |
+ |
AUGMENTED LIGHTING SYSTEMS FOR TYPICAL SPACES
When additional light sources are added to the unilateral lighting system, improvement is shown in both the general lighting level and In the diversity ratios. The sections and lighting gradients shown here demonstrate the extent and location of the improvement.
Bilateral Lighting: the lighting gradient is flattened, thus improving the diversity ratio. The intensity is increased throughout the space, but particularly in that portion of the space where lighting levels were minimum.
Bilateral Lighting with Skylights: with skylights placed in ceiling where the previous curves were at a minimum, the general level of lighting is increased substantially and the diversity ratio is decreased substantially. Investigation of the effect of varying numbers of skylights in different loca- tions is relatively easy to make in this testing situation.
INTERIOR ROOM - FOUR 4' x 6' SKYLIGHTS
Skylights: with no light" source other than the four skylights shown in plan, the lighting levels shown in the isometric are shown without scale to illustrate distribution. A larger num- ber of skylights will decrease the diversity and flatten the gradients shown.
Analogies can be drawn between this natural lighting system
and artificial lighting systems: Light distribution
The light-absorbing effect of wall surfaces Increased uniformity with closer spacing of fixtures Other similar considerations of lighting distribution
4"Overhong
TERRAIN EFFECTS ON LIGHTING
INVESTIGATIONS
ind, asphalt
IReflectiveJ 1 60% I
iRenecHve"! "T
I Reflecliv ■
The effects of fhe reflectivities of the terrain within the first 50 feet of the building ore demonstrated in the accompanying curves.
GRADIENTS SHOWING CHANGES DUE TO TERRAIN REFLECTIVITIES
Levels of intensities vary directly with the reflectivity of the terrain, illustrating clearly the large part played by the ground reflectance and ceiling reflectance in natural lighting. As the terrain is increased in reflectivity, the increase in lighting is greatest (by about 10%) at the rear of the room compared to the areas near the windows.
(asphalt, gross)
150 100
10% REFLECTIVE TERRAIN - UNILATERAL LIGHTING
4' Ovefhonq
i.
40% REFLECTIVE TERRAIN - UNILATERAL LIGHTING
27
4' Ove f hong
05% REFLECTIVE TERRAIN - UNILATERAL LIGHTING
INVESTIGATIONS
|
1 |
^~ |
-X |
^" |
||||
|
p== |
«JS |
s»: r -^ |
|||||
|
ÍÍ4T T^ |
h^ _^Unilorferol Mghi |
||||||
|
h |
^-j' |
1 |
_^- |
~ 30%~ |
LIGHTING GRADIENT - BI-LATERAL LIGHTING
— ^^— BI-LATERAL LIGHTING i=L=i=i= UNILATERAL LIGHTING
BI-LATERAL LIGHTING WITH SKYLIGHTS AT 1/3 POINTS
26
|
A + |
8 + |
C + + + + + |
D + |
E + + + + |
1 2 3 A 5 |
|
+ |
+ |
||||
|
+ |
+ |
||||
|
+ |
4 |
||||
|
+ |
+ |
INTERIOR ROOM - FOUR 4' x 6' SKYLIGHTS
SISTEMAS ADICIONALES DE ILUMINACIÓN PARA ESPACIOS TÍPICOS
Cuando se suman fuentes de iluminacííSn al sistema de iluminación unilate- ral, se obtiene un aumento en el nivel general de iluminación y en la razón de diversidad. Los cortes y los gradientes de iluminación aquí mostrados, de- muestran la extensión y ubicación del aumento.
Iluminación bilateral: El gradiente de iluminación se "aplana", por lo tanto la rozón de diversidad mejora. Lo intensidad aumenta en todo el espacio, pero especialmente en aquella parte en donde los niveles eran mínimos.
Iluminación bilateral con claraboyas: si se ubican claraboyas en el cielo en aquellos puntos en que lo curva estaba al mínimo, el nivel general de ilumi- nación aumenta substancialmente como asimismo, decrece la razón de diver- sidad. Con esta método de ensaye, es relativamente sencillo de hacer inves- tigaciones sobre el efecto de un número variable de claraboyas en diversas posiciones.
Claraboyas: ios niveles de iluminación de la isométrica sólo muestran su dis- tribución y no están o escala, correspondiendo o una iluminación sin otra fuente que las cuatro claraboyas indicadas en la planta. Uno cantidad mayor de estas, haró disminuir la diversidad y los gradientes expresodos serón menores.
De este sistema de iluminación natural y de los sistemas artificiales se despren- den analogías: distribución, efecto absorbente de las superficies de muros aumento de la uniformidad con mayor numero de Idmparos, etc.
EFECTOS DEL TERRENO EN LAS GRADIENTES DE ILUMINACIÓN
En Iq figura de esta pdglna, se muestran los efectos de la reflectividad del ferreno dentro de los 50 pies próximos al edificio.
Los niveles de intensidad, varian directamente proporcionales con la relec- tividad del terreno, lo que ilustra claramente el papel que desempeñan la refleccidn del terreno y la de los cielos Interiores en la iluminación natural. Al subir la reflectividad del terreno, el aumento de la iluminación en el muro de fondo del recinto es de un 10 por ciento mayor al del de las dreas cercanas a lo ventano .
INVESTICSATIONS
Conc, sond, asphalt
GRADIENTS SHOWING CHANGES DUE TO TERRAIN REFLECTIVITIES
(asphalt, gross)
10% REFLECTIVE TERRAIN - UNILATERAL LIGHTING
40% REFLECTIVE TERRAIN - UNILATERAL LIGHTING
27
(cone., snow)
±
05% REFLECTIVE TERRAIN - UNILATERAL LIGHTING
NVESTIGATIONS
I— S Ft. I*- -3 Ft.
THE EFFECTS OF ROOF OVERHANGS ON LIGHTING DISTRIBUTION
LIGHTING INTENSITY VARIATIONS DUE TO ROOF OVERHANGS
These conclusions were drawn from a study of the lighting gradi- ents from rooms with four and eight foot overhangs and com- pared with the standard room with no overhang with these standard conditions:
unilateral lighting
ceiling (flat) 80% light reflectance
walls 60% light reflectance
floor 40% light reflectance
test station 30" above floor
From a lighting standpoint, the room begins at the edge of the overhang. The location of the window wall merely defines the usable portion of the space below the roof.
FOUR FOOT ROOF OVERHANG - UNILATERAL LIGHTING
Lighting at the windows is reduced substantially as overhangs are increased. Lighting at the center and rear of the space is much less affected.
28
|
50 |
^r^s.....^,^,^^ — _ _ _ __ |
|
f&stcofidk: |
— _. _ |
Diversity ratios, or uniformity of distribution, are improved.
EIGHT FOOT ROOF OVERHANG - UNILATERAL LIGHTING
I IMVESTIGATIONS
THE EFFECTS OF VARIATIONS IN SURFACE REFLECTANCIES
The accompanying graphs record the effect on lighting levels within a space when certain of the major surfaces within the room are giv^n low reflectance finishes. Judgment developed from this demonstration will aid the designer to develop light- ing systems that will augment the local effects of interior decorating decisions.
The gradients show that a dark ceiling has the greatest effect on lighting levels, depressing all levels with the greatest per- centage of loss at the rear of the room.
A dark floor is next in importance having a greater effect than either a dark rear wall or dark side walls.
Both rear walls and side walls when darkened show a decided local effect, decreasing lighting levels substantially near the wall and having relatively little effect at the center of the room; the diversity ratio is increased.
GRADIENTS SHOWING THE EFFECTS OF DARK ROOM SURFACES
-Reflectances as shown -Rear wall black • Side walls black ■ Floor Black Ceiling Block
29
LONGITUDINAL SECTION ON ^ OF ROOM VERTICAL GRID EXPANDED TO EMPHASIZE CHARACTERISTICS OF CURVES
INVESTIGATIOIMS
I— SFt. [«-4 Ft.
EFECTOS DE ALEROS EN LA DISTRIBUCIÓN DE LA LUZ
LIGHTING INTENSITY VARIATIONS DUE TO ROOF OVERHANGS
Estas conclusiones fueron establecidas por un estudio de las gradientes de iluminación en recintos con un alero de cuatro y ocho pies, comparados con el recinto standard sin alero y con las condiciones standard sin alero y con los condiciones standard siguientes:
iluminación unilateral
cielo (plano)
muros
piso
estación de prueba
80% reflección 60% reflección 40% reflección 30" sobre el piso
Desde el punto de vista de iluminación, el recinto empieza en el borde del alero. Lo ubicación de la ventana sólo defina el drea útil del espacio ba¡o el techo.
FOUR FOOT ROOF OVERHANG - UNILATERAL LIGHTING
La iluminación en el plano de los ventanas se reduce substancial mente a medida que el alero aumenta, la iluminación en el centro y al fondo del espacio se ve menos afectada. Las razones de diversidad, o uniformidad de distribución, son mejoradas.
28
|
ISO |
fl- |
|
loo |
|
|
50 1 |
'r^**...^^ |
|
foolcondles |
. — |
EIGHT FOOT ROOF OVERHANG - UNILATERAL LIGHTING
I IMVESTIGATIONS
EFECTO DE LAS VARIACIONES EN LA REFLECCION DE LAS SUPERFICIES
Los gráficos adyacentes, registran el efecfo sobre los índices de iiuminacidn cuando a las superficies principales de los recintos se las dd valores bajos de reflección. De esta demostración, se desprenderán juicios que ayudarán at proyectista a desarrollar sistemas de ¡luminacián que aumenten efectos loca- les o especiales para beneficio de las decisiones que tome en la decoracián interior.
Los gradientes muestran que los cielos oscuros tienen el mayor efecto sobre los niveles de Iluminación al bajarlos todos, con un porcentaje mayor de pérdida en el fondo del recinto.
Los pisos oscuros siguen en Importancia y tienen mayor efecto que muros de fondo o laterales oscuros.
Al oscurecer los muros de fondo o laterales, el efecto es principalmente local , ya que disminuyen los niveles de iluminación cerca de estos y la incidencia sobre los del centro del recinto es relativamente pequeño. Sin embargo, la razón de diversidad aumento.
GRADIENTS SHOWING THE EFFECTS OF DARK ROOM SURFACES
.Reflectances as shown -Rear wall black
■ Side walls black
■ Floor Black Ceiling Black
29 I
LONGITUDINAL SECTION ON ^ OF ROOM VERTICAL GRID EXPANDED TO EMPHASIZE CHARACTERISTICS OF CURVES
30
CREDITS
Layout by Lee Prout and J . L . Lambeth
Photographs by Maurice Miller and Charles B. Thomsen
Spanish Translation by José M. Medina
Diagramación
Fotografías
Traducción
Lee Prout y J . L. Lambeth
Maurice Miller y Charles B. Thomsen
José M. Medina
ARCHITECTURE AT RICE SERIES
1 ON PEOPLE AND THINGS, William W. Caudill, September 1961
2 UNITED NATIONS' CONFERENCE ON NEW SOURCES OF ENERGY, Paul Jacques Grillo, October 1961
3 RICE PRECEPTORSHIP PROGRAM, William W. Caudill, December 1961
4 ALVAR AALTO AND THE ARCHITECTURE OF FINLAND, Scott D. Hamilton, Jr., March 1962
5 THE ALUMNUS CRITIC PROGRAM, Morton L . Levy, Jr. , May 19Ó2
6 ARCHITECTURE FOR OUR TIMES, Howard E. Eilenberger, Author; L. James McCullar, Illustrator, June 1962
7 THE PEOPLE'S ARCHITECTS, William W. Caudill, March 19Ó3
8 SKETCHES, Charles Schorre, Special Editor, April 1963
9 WILLIAM WARD WATKIN TRAVELING FELLOWSHIP WINNERS, Coryl LaRue Jones, May 1963
10 THREE CITIES, Paul Jacques Grillo, September 1963
11 THE AESTHETICS OF FOLDED PLATES, Clovis B. Heimsath, January 1964
12 AN EVALUATION— THE RICE PRECEPTORSHIP PROGRAM, Coryl LaRue Jones, April 1964
13 THE RICE DESIGN FETE, AN EXPERIMENT IN EXPERIENCE, Coryl LaRue Jones, Author, Maurice Miller, Photographer, June 1964
14 FOUR PLANNING CONCEPTS FOR BAY CITY, TEXAS, William T. Cannady & Architecture 300 Students, September 1964
15 THE CONCEPT OF PLASTIC FORM, Bill N. Lacy and Frank S. Kelly, April 1965
16 LAKE HOUSTON DEVELOPMENT STUDIES,. William T . Cannady & Architecture 300 Students, August 1965
17 POBLACIÓN ALMIRANTE GOMEZ CARRENO, Andrew Belschner, February 1966
18 VAULTED BRICK CONSTRUCTION IN GUADALAJARA, Nat W . Krahl and Harry S . Ransom, June 1966
19 PREDICTING DAYLIGHTING WITH MODELS, A. A. Leifeste, Jr., November 1966.
Direct requests to Publications, School of Architecture, Rice University, Houston, Texas 77001 gi!
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