Las escalas de la luz

Abstract

Variando con el paso del día y del año, la luz del Sol y del cielo modula, visual y energéticamente, los territorios, las ciudades y los edificios. ¿Cómo sintetizar y manejar en el proyecto estas informaciones donde se mezcla el azar de las nubes pasajeras con la regularidad astronómica de los trayectos solares?

En cuanto a las herramientas de simulación, el mayor avance de estos últimos años se ha producido en los programas de renderización, con los cuales nos vemos forzados a construir la iluminación de una escena a partir de distintos componentes, cada uno de los cuales requiriendo su propia algorítmica: luz directa del Sol, obertura al cielo, reflexión difusa y especular de Sol y cielo.

Veremos primero que la mejor manera de entrar estos componentes en una lógica de diseño (y ya no solamente de análisis) consiste en aprovechar las propiedades geométricas de diferentes proyecciones: estereográfica, equivalente, ortogonal, gnomónica, isócrona,…

Recordaremos también que el componente aparentemente más sencillo – los trayectos solares – nos conduce ya a un problema de cinco dimensiones. Con el ejemplo del programa “Heliodon 2”, [Beckers & Masset, 2009], indicaremos las formas de diseñar con la doble geometría del Sol y del cielo.

Por el crecimiento y la necesaria densificación de nuestras ciudades, nuevos problemas se hacen sensibles: el derecho de todos a ver el cielo, el ahorro energético, la captación y distribución de la energía solar – la ciudad se considera entonces como fuente de energía, y ya no solamente como lugar de consumo –, el control del impacto mutuo entre la ciudad y la atmósfera.

Con este último tema, nos encontramos frente a lo que los físicos llaman un “problema multiescala”; es decir: un mismo fenómeno, como el de la isla de calor, es el producto de innumerables contribuciones, las cuales se han de estudiar conjuntamente y de forma simultánea a escalas tan distintas que ya no las gobiernan las mismas ecuaciones. Habrá que aprender a construir edificios pensando en la ciudad, ciudades pensando en el territorio, y concebir el mismo territorio a partir de las ciudades, cuyos buenos o malos procederes modelan hasta los campos más distantes, y el planeta entero.

By their continuous transformations along the day and the year, Sun and sky light are modeling, visually and energetically, the cities and buildings. How this information can be synthesized and used in the project, considering together the random occurrence of the passing clouds and the astronomical regularity of the sun paths?

Regarding to the simulation tools, the main progress in late years has been produced in the render software, that force the users to separate the different components of light in any construction of an illuminated scene, using the opportune algorithms for direct Sun light, sky aperture, diffuse and specular reflections of Sun and sky.

It will be first shown how the best mode of introducing these components into a design logic consists in taking advantage of the geometrical properties of different projections, as the stereographic, equivalent, orthographic, gnomonic or isochronal ones.

It will be also remembered that the apparently simplest problem – Sun paths – conduces the architect to a five dimensions problem. With the example of “Heliodon 2” software, [Beckers & Masset, 2009], it will be shown how to design with the double geometry of Sun paths and sky light.

Due to the growth and necessary densification of our cities, new problems are appearing: the right for everybody to see the sky, the energies economy, the solar energy collect and distribution – cities are then considered as energy sources and not only as consummation places –, the control of the mutual impact between the city and the atmosphere.

With this last theme, we are in front of a “multiscale problem”, as say the physics when a unique problem, as the urban heat island, is the product of innumerable contributions that have to be studied together and simultaneously in so different scales that they are not governed yet by the same equations. We must listen to build architectures thinking on the city, cities thinking on the territory, and to conceive the territory itself from the cities, because our good or bad urban ideas model the most distant countries, and the entire planet.