Formation Bâtiment Durable - environnement.brussels · 2 1. Objectifs de la présentation Aborder les outils disponibles sur le marché Éclairage naturel Éclairage artificiel Leur

Bruxelles Environnement

Outils de conception de l’éclairage

Manuel da CONCEIÇÃO NUNES

MATRIciel

Formation Bâtiment Durable :

Eclairage : conception et régulation

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1. Objectifs de la présentation

● Aborder les outils disponibles sur le marché

► Éclairage naturel

► Éclairage artificiel

● Leur pertinence

► les types de calcul qu’ils permettent

► Les paramètres pris en compte

► Les résultats disponibles

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1. Méthodes simplifiées

2. Modèles réduits

3. Modèles numériques

Plan de l’exposé

4

1. Méthodes (trop?) simplifiées

(Source : Energie+)

5 m

4 m

3 m

2 m

3 m

5

1. Méthodes (trop?) simplifiées

6

1. Méthodes (trop?) simplifiées

(Source : Roger Cadiergues)

7

1. Méthodes (trop?) simplifiées

● Flux lumineux (lumen) et éclairement lumineux (lux)

► Utilance

› fct (indice du local, type de luminaire, réflexion plafond et mur)

(Source : Roger Cadiergues)

8

1. Méthodes (trop?) simplifiées

● Flux lumineux (lumen) et éclairement lumineux (lux)

► Facteur de dépréciation et rendement

› Cfr fabricants

› ou tableau suivant pour avoir une idée

(Source : Roger Cadiergues)

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2. Modèles réduits

● CSTC – mirror box

► Simule :

› Ciel couvert fixe (CIE)

► Mesures :

› Eclairement FLJ

› Luminance

(Source : CSTC)

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2. Modèles réduits

● CSTC – ciel et soleil artificiel à une lampe

► Simule :

› Ciel couvert

› Ciel variable avec ou sans soleil (couvert, clair,…)

► Mesures :

› Eclairement

(Source : CSTC)

Etc… 11

3. Modèles numériques

12

3. Modèles numériques

● Comment choisir ?

► Compatibilité avec le système d’exploitation

► Cout du programme

► Temps de calcul

► Précision

► Complexité du modèle à étudier

► Facilité d’utilisation

► Type de résultats attendus

► …

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3. Modèles numériques ● Split flux formula

► Basé sur une méthode simplifiée destinée au calcul manuel

› Addition de trois composantes évaluées séparément

› Suivant les cas, surestimation ou sous-estimation non négligeable

+Rapide

−Peu précis

► Logiciel :

(Source : CSTC)

● Radiosity

► Basé sur une méthode de simulation par éléments finis

› Bilan des flux de rayonnement émis et reçus

› Principalement utilisé par les logiciels dédiés à l’éclairage artificiel

+Rapidité fonction du maillage

−Surface diffuse uniquement

−Modélisation précise du ciel complexe

► Logiciel :

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3. Modèles numériques

(Source : CSTC)

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3. Modèles numériques

(Source : CSTC)

Forward ray tracing

Backward ray tracing

● Ray tracing

► Basé sur une méthode de calcul de trajectoires des rayons

› Développé pour la création d’images de synthèse

› Lancer de rayon direct ou inverse (moins de calcul)

+Modèle complexe possible

+Précision

−Paramétrage plus complexe

−Temps de calcul plus long

(malgré le lancer de rayon inverse)

−Précision sur sources lumineuses masquées

► Logiciel :

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3. Modèles numériques

(Source : CSTC)

● Photon mapping

► Basé sur une combinaison du raytracing forward et backward

avec un stockage d’info (photon map)

› Calcul en deux phases

– Lancer de rayon direct (de premier ordre) avec photon map

– Lancer de rayon inverse

+Modèle complexe possible

+Précision

(y compris sources lumineuses masquées)

−Paramétrage plus complexe

−Temps de calcul plus long

► Logiciel :

● Comparaison (non-exhaustive) de logiciels

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3. Modèles numériques L

og

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l

Méth

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calc

ul

Mo

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Co

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3D

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DF

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ltats

Split flux

formula

Géom : simple

Sfce : diffus

Maillage : param

€

.dxf, .3ds,

.obj

Radiosity

Géom : complx

Sfcex : diffus

Maillage : param

free

.dxf, .dwg

Photon

mapping

Géom : complx

Sfce : diff, spec,

eau

Maillage : fixe

free

.dxf, .dwg,

.obj, .skp

Ray tracing

(+ photon

mapping)

Géom : complx

Sfce : tout

Maillage : param

free

< ecotect

< sketchup > ecotect

< Radiance Géom : complx

Sfce : tout

Maillage : param

free

< ecotect

< sketchup > ecotect

● Exemple de combinaison pour prendre le meilleur de

chacun

► Eclairage artificiel

› Dialux pour l’importante base de donnée des fabricants

► Eclairage naturel

› Ecotect pour la modélisation 3D et le rendu des résultats

› Daysim pour l’interface graphique de calcul

› Radiance pour le moteur de calcul

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3. Modèles numériques

● How close do simulation beginners ‘really’ get?

► Harvard University

► 3D dans Ecotect

► Calcul Ecotect

► Calcul Radiance

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3. Modèles numériques

(Source : Ibarra & Reinhart)

Best practice

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● Evaluation de l’éclairage naturel par simulations informatiques

► http://www.cstc.be/homepage/download.cfm?dtype=publ&doc=cstc_artonline_201

1_3_no18.pdf&lang=fr

► P Bertrand Deroisy – CSTC

● Daylight calculations in practice

► http://www.sbi.dk/indeklima/lys/daylight-calculations-in-practice/daylight-

calculations-in-practice/at_download/file

► Réalisé par le Danish Building Research Institute, Aalborg Universitet København

● Daylight factor simulations – How close do simulation beginners

‘really’ get?

► http://www.ibpsa.org/proceedings/BS2013/p_2531.pdf

► Par Diego Ibarra et Christoph Reinhart– Harvard University, Cambridge MA, USA

Outils, sites internet, etc… intéressants :

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Références Guide Bâtiment Durable et autres sources :

● Guide Bâtiment Durable: http://www.bruxellesenvironnement.be/guidebatimentdurable

Fiches WEL03 et ENE01

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Ce qu’il faut retenir de l’exposé

● Méthodes simplifiées peu utiles

● Modèles réduits pas toujours le plus pratique

● Modèles numériques le meilleur rapport qualité-

accessibilité

► Dialux, Velux daylight visualizer, Radiance

► Attention à la bonne utilisation des outils !

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