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

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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)

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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

icie

l

Méth

od

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calc

ul

Mo

délisati

on

Co

ut

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dèle

3D

Imp

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DF

– F

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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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Contact

Manuel da CONCEIÇÃO NUNES

MATRIciel

Place de l’Université, 25 à Louvain-la-Neuve

: 010/24.15.70

E-mail : daconceicao@matriciel.be