Los ambientes interiores deben adecuarse para aprovechar la iluminación natural, aminorar las ganancias de calor por radiación solar y, al mismo tiempo, deben estimular la ventilación para asegurar una buena calidad del aire y la eliminación del calor por convección.

El proceso de diseño y ubicación de los espacios que conforman la edificación debe mantener un balance entre los requerimientos térmicos, de iluminación y de ocupación de cada ambiente. Desde el punto de vista de la calidad ambiental, las ganancias de calor por radiación solar pueden anular las ventajas de la iluminación natural, por lo cual la orientación y las protecciones solares en ventanas y aberturas son factores claves. Estos principios también son válidos cuando se requiere acondicionamiento activo, pues propicia la disminución de las cargas de enfriamiento y demanda menor potencia para los equipos de aire acondicionado.

Para estimar las ganancias de calor por insolación en el interior de cada uno de los ambientes que conforman una edificación, deben tomarse en cuenta tanto la trayectoria solar diaria como la que se da a lo largo del año. Es importante considerar el tipo de actividad y las horas de ocupación de cada espacio, de manera que se integren racionalmente las necesidades de iluminación natural con las de temperaturas adecuadas, para lograr así una mejor utilización en cada momento del día.

Los ambientes que se utilizan por corto tiempo, tales como núcleos de circulación, áreas de servicios y garajes, pueden ubicarse en las zonas este y oeste de la edificación, donde actuarán como amortiguadores de las ganancias de calor solar.

Los ambientes con actividades de alta permanencia deberán ubicarse preferiblemente en fachadas norte o sur, dependiendo de su horario de ocupación. Estos ambientes serán de mayor calidad térmica y requerirán menos cargas de enfriamiento en caso de acondicionamiento activo.

Tabla 3 Identificación de las zonas según las temperaturas y las actividades recomendables de la edificación

Los ambientes interiores deben adecuarse a las necesidades de iluminación natural de los ocupantes. Así, las actividades con mayores requerimientos de iluminación deberían ubicarse en la periferia de la edificación, donde el acceso a la luz natural será mayor (cocina, oficinas, sala, etc.). Las actividades con menor demanda de iluminación natural (pasillos, depósitos, baños, clóset, etc.) pueden ser localizadas en el interior. Sin embargo, las soluciones adoptadas deben atender las necesidades particulares del usuario. En algunos casos la ocupación de un espacio se adapta mejor a la iluminación matutina (por ejemplo un cuarto de estudio, una sala comedor ), lo cual permite su ubicación en la fachada este; sin embargo, esta solución podría ser inconveniente en el caso de dormitorios. Una orientación oeste para dormitorio nunca será adecuada en el trópico; según esta orientación, el dormitorio recibirá todo el sol de la tarde y los componentes constructivos acumularán calor que será trasladado en las horas nocturnas, por lo cual se producirán ambientes calurosos (ver Paredes, pág. 69).

Las normas vigentes en el país exigen una altura mínima de entrepiso libre de 2,40 m (uso residencial). Un aumento de esta altura produce un mayor volumen de aire contenido dentro del ambiente, por lo cual se distribuye mejor la cantidad de calor recibido del sol y el aire acepta una mayor cantidad de humedad producida internamente. Adicionalmente, una elevación de la altura de entrepiso permite incorporar cielo raso, el cual puede actuar como aislante del techo. En la gráfica se observa la disminución de la temperatura interior al variar la altura, con lo cual se logra disminuir la temperatura de 0,50º C hasta 1,50 ºC con aumentos de 10 cm hasta 90 cm.

Gráfico 8 Variación de la temperatura en función de la altura libre (caso sin ventilación)

La decisión de aumentar la altura del entrepiso en los espacios puede acarrear un costo mayor en la construcción de la obra; sin embargo, está inversión podría verse compensada con los costos de funcionamiento y mantenimiento de la edificación en todos los año de vida útil. Además, también redundaría en la producción de espacios de mayor habitabilidad y calidad espacial, térmica y lumínica.

Una adecuada ventilación requiere al menos dos (2) aberturas efectivas en cada ambiente (ventilación cruzada).

Las configuraciones más comunes se detallan en la siguiente figura: aberturas en paredes adyacentes (A) y aberturas en paredes opuestas (B). Cuando el ambiente posee una sola pared exterior, lo adecuado es diseñar dos ventanas en vez de una grande; para mejorar la ventilación se recomienda instalar una pared pantalla o deflectora del aire entre las dos ventanas (C).

Las configuraciones escalonadas de los espacios y el uso de paredes sobresalientes en fachadas pueden favorecen la circulación del aire en los ambientes interiores.

Los ambientes caracterizados por producción interna de calor y humedad, tales como cocinas, lavaderos y salas de baño, deben estar bien ventilados y ubicados aguas abajo del flujo de viento; de esta manera se evitará que el aire húmedo y caliente, además de los olores, penetren a otros ambientes. En la figura 30, el diseño de los espacios permite que el calor fluya desde la cocina y el lavadero hacia el exterior.

Figura 30 Ubicación adecuada de los espacios para aprovechar la ventilación cruzada	Figura 31 Diseño inadecuado para la ventilación cruzada (fuente: Basado en Field Guide for Energy Performance, Confort and Value in Hawai Home)

En la figura 31, la ubicación del garaje bloquea la incidencia del viento y la ubicación del área de servicio provoca que el calor y vapores producidos en la cocina y el lavandero se trasladen a otros ambientes.

Esta configuración produce mayor turbulencia y un mejoramiento de 20% en el flujo de aire, en relación a la otra con la fachada perpendicular a la dirección del viento.

Figura 32 Orientación adecuada de las fachadas en relación a la dirección del viento

La ventilación natural es óptima cuando el área de la abertura de entrada es ligeramente más pequeña que la correspondiente a la abertura de salida. En estos casos se considera que la proporción correcta es 1:1.25.

La ventilación natural es más eficaz cuando hay un mayor recorrido del aire dentro del espacio antes de salir, lo cual puede lograrse ubicando las aberturas en los puntos más distantes entre sí en el caso de paredes adyacentes, expresados en una diagonal. En la figura se presenta el caso de un ambiente de planta cuadrada.

Figura 33 Dimensión de la abertura de entrada en relación a la de salida	Figura 34 Aberturas ubicadas en paredes adyacentes

Cuando un espacio no se puede dotar de ventilación cruzada es aconsejable colocar dos ventanas en una misma pared. Las ventanas batientes son convenientes en estos casos, pues la hoja de vidrio actúa como una pantalla o deflector que impulsa el flujo de aire hacia el interior del ambiente. También es recomendable el uso de una pared deflectora o pantalla exterior ubicada entre las ventanas. Para una solución óptima se deben ubicar las dos ventanas lo más distantes entre sí sobre la misma pared, y hacer sobresalir dos paredes deflectoras (que pueden servir adicionalmente como parasoles), tal como se muestra en la figura.

Figura 35 Aberturas ubicadas en una misma pared

Es importante asegurar que los ocupantes de un espacio disfruten del movimiento del aire y de los intercambios de calor que se generan entre la piel y aire en renovación.
La altura de ubicación de la abertura de entrada del aire influye directamente en el patrón de flujo del mismo, mientras que la ubicación de las aberturas de salida no afectan significativamente el comportamiento del aire.

Las aberturas de entrada ubicadas a mucha altura producen un movimiento del aire muy por encima del nivel del cuerpo de los usuarios. Este efecto no puede corregirse aun cuando la abertura de salida se coloque a baja altura.

Figura 36 Altura de ubicación adecuada de las aberturas	Figura 37 Patrón de flujo del aire según la altura de ubicación de las ventanas

La altura adecuada para ubicar ventanas o aberturas dependerá de las actividades dentro del ambiente. Por ejemplo, las aberturas en niveles bajos funcionan mejor en dormitorios y en aulas de estudio.

Los parasoles de las ventanas pueden emplearse para dirigir y aumentar la circulación del aire hacia el interior de los ambientes. Los parasoles horizontales separados de la pared constituyen una mejor solución, pues el aire que penetra por la separación empuja el flujo del aire a nivel de los ocupantes, debido a la diferencia de presión.

Figura 38 Uso de parasoles para dirigir la ventilación natural en el interior de los espacios

Promueva la integración de ambientes afines y/o la utilización de ambientes colectivos con tendencias a plantas abiertas, separadas por mobiliario o con un número mínimo de divisiones interiores. Así mejorará la circulación del aire a través de los espacios y se obtendrá un mejor aprovechamiento de la iluminación natural y artificial.

Figura 39 Ejemplo de oficinas de planta abierta, separadas por mobiliario y/o tabiques interiores a media altura

Las romanillas, celosías, bloques de ventilación, persianas y otros componentes permeables al aire utilizados en cerramientos, puertas o ventanas, permiten la libre circulación de éste y mantienen al mismo tiempo la privacidad visual.

Figura 40 Cerramientos permeables para ambientes interiores (fuente: Basada en CSTB. Guide sur la climatisation naturelle de l´habitat en p. 97)

Aun cuando la edificación sea diseñada para acondicionamiento pasivo, los ventiladores constituyen una alternativa a la ventilación natural en períodos de ausencia de vientos o cuando la lluvia impide mantener las ventanas abiertas.

Los ventiladores actúan aumentando el movimiento del aire dentro de un ambiente y contribuyen a expulsar calor y humedad desde el interior.

Con un buen diseño, los ventiladores pueden ayudar a alcanzar los niveles de confort térmico; se estima una velocidad máxima de 7,5 metros por segundo. Velocidades mayores no producirán mayor enfriamiento y por el contrario pueden causar incomodidades y molestias.

Esta solución es económica en dinero y energía en relación a los sistemas de aire acondicionado, además de ser menos contaminante.

Los ambientes interiores pueden tener acceso a una mejor iluminación natural por medio de atrios, patios y pozos de iluminación. Así se logra reducir considerablemente el consumo de energía por iluminación artificial. Los atrios, patios o pozos de iluminación deben estar abiertos al cielo, preferiblemente. Evite techar los patios con cerramientos trasparentes fijos y sin ventilar (ver Techos, pág. 60), debido a que las ganancias de calor por radiación solar anulan las ventajas de la iluminación natural y desmejoran la calidad térmica, por lo que se requerirá mayor potencia del sistema de aire acondicionado en caso de acondicionamiento activo.

El efecto de la iluminación natural depende de las proporciones del espacio interior y del número, tamaño, ubicación y tipo de aberturas por donde penetra la luz solar (ver Ventanas. pág. 77). Un diseño apropiado debe seguir las siguientes recomendaciones:

• Techos altos y edificaciones de formas alargadas y con aberturas en los lados facilitan una penetración efectiva de la luz natural.
• Diseño de plantas libres con pocas divisiones interiores favorecen la penetración de la luz natural, lo cual es muy importante en oficinas.
• Edificaciones de una sola planta se pueden iluminar más fácilmente que una de muchas plantas, pues permiten un mejor uso de claraboyas (ver Techos, pág. 63), o de abertura en techos.

Las proporciones de un espacio interior tienen particular importancia en la penetración de la luz. Una altura de techo de 2,4 m permite suficiente luz natural para las actividades normales hasta una distancia de 4,5 m hacia el interior. Entre 4,5 m y 9,0 se necesitará el aporte de la luz eléctrica para mejorar la iluminación. Más allá de los 9,0 m la luz eléctrica suministrará la mayor parte de la iluminación.

La profundidad de los ambientes iluminados sólo por un lado no debería ser mayor de 2,5 veces la altura de la pared que contiene la(s) abertura(s).

Figura 44 Efecto de la penetración de la luz natural según la profundidad del espacio	Figura 45 Proporciones del ambiente interior adecuadas a la penetración de la luz (fuente: Basado en Field Guide for Energy Performance, Confort and Value in Hawai Home)

Los colores de los acabados interiores pueden afectar la distribución de la luz. Los colores claros y brillantes reflejan mejor la luz que los oscuros o mates, y mejoran su distribución en el espacio. En general los colores de los techos y paredes tienen una mayor influencia en la distribución de la luz que los del piso.

Aunque los colores claros y brillantes reflejan mejor la luz, deben usarse cuidadosamente para evitar el deslumbramiento. Las superficies claras y mates reflejan y difunden la luz, y crean un ambiente más controlado y armónico.

El nivel de iluminación sobre la superficie de trabajo proviene directamente de las fuentes luminosas (luz natural y/o artificial) y de las múltiples reflexiones en techo paredes y pisos. Según el color de las superficies, se puede aumentar la reflectividad y lograr un ahorro aproximado del 15% de la energía consumida en sistemas de iluminación artificial.

Tabla 4 Porcentaje de reflectividad de paredes, techos y pisos según el color (fuente: Elaboración propia en base a los datos de Guía de Ahorro Energético para Edificaciones Públicas-MEM-IDEC-UCV)