Light and taste : third plane side‐view combined with complex fenestration system atmospheres under midday clear sky at restaurants

Abstract

This thesis deals with sunny side-lit indoor atmospheres, in which an outdoor view is required and a calm environment to enhance concentration. Different window systems were compared: a single fully glazed façade and complex façades. The complex façades were composed of large or small windows that combined a light shelf and prismatic film complex fenestration systems. The luminance and illuminance distribution parameters were selected to assess the light atmosphere. The Daylight Glare Probability (DGP) index was used to evaluate the luminance distribution and the Daylight Autonomy (DA) index was used to evaluate the illuminance distribution. The simulation method was selected to validate the hypothesis. Evalglare, which is a tool for performing a glare analysis of a Radiance-based HDR scene, was used to obtain the DGP index and the Three-Phase Method was used to simulate complex fenestration with Radiance to obtain the DA index. In addition, DIVA, Radiance¿s based plugin for Rhino, was used to obtain reference illuminance data and the DA of window systems without Complex Fenestration Systems (CFS). Furthermore, one point of view usually contains more than two workplanes; a down view (e.g. to a tablet, paper, etc.), a front view (e.g. to a monitor, other person, etc.) and a far view (e.g. to the outside, open-plan, etc.). Therefore, a third workplane was proposed in addition to the source and background planes. In consequence, the mean DGP of three workplanes was proposed as a simple way to obtain the overall glare perception. The mean DA was also proposed to obtain a reference value throughout the space and standard deviation was used to obtain more information about illuminance distribution throughout the space. The restaurant was proposed as case study because in recent years the demand for an outside view whilst dining has grown considerably. In this context, the selected point of view was that of a person seated at a table next to the façade, with another person in front of him or her. Therefore, the workplanes were the table, the person and the window. These three workplanes were tested by the DGP index and the workplane of the table spread along the room was tested by the DA index. The results show, on one hand according to the luminance distribution results, the contribution of the different workplanes, as the third plane, the source plane and the background plane, could help to get closer to the final glare perception, because it takes into account aspects of adaptation. Three workplanes combination could allow differentiating more extreme luminance values than having only two workplanes. The small window tends to provide less probability of daylight glare than the large window, but also provides less light and more local contrast. On the other hand, according to illuminance distribution results, if redirecting systems are added to the façade composition and the light source that probably causes the glare is avoided, light that it is better distributed throughout the workplanes can be achieved. In conclusion, the small window combined with a Complex Fenestration System can provide less indoor sidelight, but, intimate and comfortable atmosphere where users can enjoy a good concentration level. When the two functions of an outdoor view and light supplied from a glazed façade are separated, they may work better. A complex daylight design, combining an outside view, redirected light, indirect light and direct light with the workplanes could provide a different atmosphere with an accurate light balance, according to the activity.

La tesis trata sobre ambientes interiores en días soleados con iluminación natural lateral, en el cual la vista exterior es requerida y un ambiente tranquilo para mejorar la concentración. Diferentes sistemas de ventanas fueron comparados; una simple fachada totalmente vidriada y unas fachadas complejas. Las fachadas complejas están compuestas por una ventana grande o pequeña combinada por sistemas complejos de ventanas como un estante de luz o una película prismática. Los parámetros como la distribución de luminancias y la distribución de iluminancias fueron seleccionados para evaluar el ambiente lumínico. El índice Daylight Glare Probability (DGP) fue utilizado para evaluar la distribución de luminancias y el índice Daylight Autonomy (DA) fue utilizado para evaluar la distribución de iluminancias. El método de simulación fue elegido para validar la hipótesis. Evalglare, el cual es una herramienta para realizar el análisis de deslumbramiento de escenas de HDR basados en Radiance, fue utilizado para obtener el índice DGP y Three-Phase Method fue utilizado para simular el índice DA con los sistemas complejos de ventanas con Radiance. Igualmente, DIVA, programa adicional basado en Radiance para Rhino, fue utilizado para obtener datos de referencia de iluminancia y el DA para sistemas de ventanas sin sistemas complejos de ventanas (CFS). Asimismo, normalmente un punto de vista contiene más de dos planos de trabajo; una vista inferior (p. ej. hacia una pantalla, papel, etc.), una vista frontal (p. ej. hacia un monitor, otra persona, etc.) y una vista lejana (p. ej. hacia un exterior, espacio abierto, etc.). Por lo tanto, un tercer plano de trabajo fue propuesto para añadir a los planos de trabajo de la fuente y el fondo. En consecuencia, la media del DGP de los tres planos de trabajo fue propuesto de una forma sencilla para obtener la percepción global del deslumbramiento. La media de DA también fue propuesto para conseguir un valor de referencia a lo largo del espacio y la medida de desviación de estándar fue utilizado para obtener más información sobre la distribución de la iluminancia a lo largo del espacio. El restaurante fue propuesto como caso de estudio, porque en los últimos años en la actividad de comer la demanda de las vistas exteriores ha incrementado considerablemente. En este contexto, el punto de vista seleccionado es adyacente a la fachada desde una persona sentada comiendo con una mesa compartida por una persona de en frente. Por lo tanto, los planos de trabajo son la mesa, la persona y la ventana. Estos tres planos están testeados por el índice DGP y el plano de trabajo de la mesa expandido a lo largo de la sala está testeado por el índice DA. Los resultados demuestran, por un lado conforme a los resultados de la distribución de luminancias, la contribución de diferentes planos de trabajo, como el tercer plano, el plano de la fuente y el plano del fondo, podría aproximar más a la percepción global de deslumbramiento, porque tiene en cuenta aspectos de la adaptación. La combinación de los tres planos de trabajo puede permitir una diferenciación mayor de las luminancias extremas que la combinación de dos planos de trabajo. La ventana pequeña tiene tendencia a proporcionar menos probabilidad de deslumbramiento que la ventana grande pero menos cantidad de luz y más contraste local. Por otro lado, conforme a los resultados de la distribución de iluminancias, si los sistemas de redirección se incorporan a la composición de la fachada y la probabilidad de deslumbramiento de la fuente de luz se evita, se puede conseguir una iluminación mejor distribuida a lo largo de los planos de trabajo se. En conclusión, la ventana en combinación con sistemas complejos de ventanas es capaz de proporcionar menos la iluminación natural lateral pero sí una atmósfera interior confortable e íntima mediante en el cual los usuarios pueden disfrutar de un buen nivel de concentración.