Modelando la disponibilidad de luz natural en granjas de rascacielos
Autores: Eaton, Michael; Harbick, Kale; Shelford, Timothy; Mattson, Neil
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Modelando la disponibilidad de luz natural en granjas de rascacielos
Categoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas
Subcategoría
Agronomía y Ciencia de los Cultivos
Palabras clave
Iluminación
Consumo de energía
Granjas de rascacielos
Luz natural
Geometría de edificios
Sombreado
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 21
Citaciones: Sin citaciones
La iluminación es un componente importante del consumo de energía en las operaciones de agricultura en entornos controlados (CEA). Las granjas de rascacielos (producción multinivel en edificios con acristalamiento transparente) se han propuesto como alternativas a invernaderos o fábricas de plantas (almacenes opacos) para aumentar la eficiencia en el uso del espacio al tiempo que se accede a algo de luz natural. Sin embargo, no existen modelos previos sobre la disponibilidad y distribución de luz natural en las granjas de rascacielos. Este estudio empleó software de modelado de luz diurna basado en el clima y el conjunto de datos del Año Meteorológico Típico (TMY) para investigar los efectos de la geometría del edificio y la sombra del contexto en la disponibilidad y distribución espacial de luz natural en las granjas de rascacielos en Los Ángeles (LA) y la Ciudad de Nueva York (NYC). El consumo de energía eléctrica para la iluminación suplementaria en granjas de rascacielos de 20 pisos para alcanzar un objetivo de integral de luz diaria se calculó utilizando los resultados de la simulación. La iluminación natural en nuestras granjas de rascacielos de referencia sin edificios circundantes proporciona el 13% y el 15% de la luz requerida para alcanzar un objetivo de 17 mol·m·día. Los edificios más alargados pueden cubrir hasta el 27% de los requisitos de iluminación con luz natural. Sin embargo, la sombra de edificios circundantes puede reducir considerablemente la luz natural disponible; en el peor de los casos, la luz natural solo suministra el 5% de los requisitos de iluminación. En general, las granjas de rascacielos requieren entre 4 y 11 veces más entrada de iluminación que los invernaderos por área de dosel de cultivo en la misma ubicación. Concluimos que la accesibilidad de la luz natural en las granjas de rascacielos en entornos urbanos densos proporciona poco beneficio sobre las fábricas de plantas.
Descripción
La iluminación es un componente importante del consumo de energía en las operaciones de agricultura en entornos controlados (CEA). Las granjas de rascacielos (producción multinivel en edificios con acristalamiento transparente) se han propuesto como alternativas a invernaderos o fábricas de plantas (almacenes opacos) para aumentar la eficiencia en el uso del espacio al tiempo que se accede a algo de luz natural. Sin embargo, no existen modelos previos sobre la disponibilidad y distribución de luz natural en las granjas de rascacielos. Este estudio empleó software de modelado de luz diurna basado en el clima y el conjunto de datos del Año Meteorológico Típico (TMY) para investigar los efectos de la geometría del edificio y la sombra del contexto en la disponibilidad y distribución espacial de luz natural en las granjas de rascacielos en Los Ángeles (LA) y la Ciudad de Nueva York (NYC). El consumo de energía eléctrica para la iluminación suplementaria en granjas de rascacielos de 20 pisos para alcanzar un objetivo de integral de luz diaria se calculó utilizando los resultados de la simulación. La iluminación natural en nuestras granjas de rascacielos de referencia sin edificios circundantes proporciona el 13% y el 15% de la luz requerida para alcanzar un objetivo de 17 mol·m·día. Los edificios más alargados pueden cubrir hasta el 27% de los requisitos de iluminación con luz natural. Sin embargo, la sombra de edificios circundantes puede reducir considerablemente la luz natural disponible; en el peor de los casos, la luz natural solo suministra el 5% de los requisitos de iluminación. En general, las granjas de rascacielos requieren entre 4 y 11 veces más entrada de iluminación que los invernaderos por área de dosel de cultivo en la misma ubicación. Concluimos que la accesibilidad de la luz natural en las granjas de rascacielos en entornos urbanos densos proporciona poco beneficio sobre las fábricas de plantas.