Resolución de problemas inversos de iluminación considerando datos fotométricos

Abstract

En el diseñno arquitectónico, a los objetivos estéticos y de confort visual se han agregado aquellos relacionados con la eficiencia energética y el cumplimiento de estándares de calidad en la iluminación. Este cambio de paradigmas hace relevante el estudio y desarrollo de técnicas computacionales que ayuden en la búsqueda de buenas configuraciones de luminarias. Considerar estos nuevos objetivos durante el proceso de diseño sin las herramientas adecuadas resulta ineficiente, porque está basado principalmente en el proceso de prueba y error y en la experiencia del diseñador. Las herramientas de CAD existentes generan resultados a partir de configuraciones proporcionadas por el diseñador, sin brindar nuevas soluciones. Debido a esto surge la necesidad de otro tipo de herramienta que se base en las intenciones del diseñador para generar configuraciones de luminarias adecuadas. Esta tesis se centra en el desarrollo de nuevas y eficientes heurísticas que tengan en cuenta las propiedades fotométricas de luminarias reales, as como su ubicación y orientación. Las intenciones de iluminación (LI) del diseñador se definen como objetivos y restricciones a satisfacer, y son tratadas como problemas de optimización denominados problemas inversos de iluminación (ILP). Las configuraciones obtenidas son el punto de partida para el diseñador, dado que podrá modificarlas para contemplar otros aspectos más difíciles de modelar matemáticamente. Desde el punto de vista de los métodos de iluminación global, las técnicas propuestas utilizan la ecuación de radiosidad. Se simula la emisión de la luz de las luminarias y a través de la ecuación de radiosidad se calcula cuánta luz llega a cada parche de la escena. Se realizaron experimentos centrados en la mejora de la iluminación en el edificio Palacio de los Tribunales (Poder Judicial), donde se comparan los resultados obtenidos con aquellos propuestos por diseñadores y se muestra que las heurísticas desarrolladas tienen el potencial de facilitar el proceso de diseño de iluminación. Un análisis general muestra que las técnicas implementadas son capaces de obtener buenas soluciones en el conjunto de problemas estudiado, y de obtener tiempos de ejecución adecuados para este tipo de problemas. Por tanto, estas técnicas podrán ser utilizadas como herramientas de apoyo al proceso de diseño arquitectónico.