Eclairage Naturel

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  • 7/23/2019 Eclairage Naturel

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    INTRODUCTIONECLAIRAGE NATUREL

    Stratgies de la lumire naturelle :Capter, Transmettre, Distribuer, Se protger localisation (latitude, implantation)

    conditions temporelles (jour, heure)

    environnement physique (bt. alentours, arbres)

    orientation des ouvertures

    inclinaison et position

    forme et taille

    dimensions et configuration du local

    nature des revtements intrieurs (facteur de rflexion)

    amnagement intrieur (mobilier)

    nature du vitrage

    protections solaires

    systmes de redistribution lumineuse

    S. FIORI2007/08

  • 7/23/2019 Eclairage Naturel

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    INTRODUCTIONECLAIRAGE NATUREL et ENSOLEILLEMENT

    Stratgies de la lumire naturelle :Capter, Transmettre, Distribuer, Se protger

    S. FIORI2007/08

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    ECLAIRAGE NATURELRayonnement solaire

    Sources:www.arch.ucl.ac.be/ecla

    irage/guide_

    sources.h

    tm

    Spectre du rayonnement solaire

    Le soleil met pour moiti dans le spectre non

    visible. Son rayonnement global atteignant la terre

    contient :

    - 6 % dUV (280-380 nm)

    - 45 % dIR (780-2400 nm)

    Le rayonnement globalau niveau du sol estla somme des rayonnements :

    direct(si soleil v isible)

    +diffus

    (vote cleste et/ou nuages)

    Partie du rayonnement solaireatteignant latmosphre (constantesolaire)

    % rflchi parlatmosphre

    % absorb et diff uspar latmosphre

    1. RAYONNEMENT SOLAIRE / DISPONIBILIT EN LUMIRE NATURELLE

    S. FIORI2007/08

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    1. RAYONNEMENT SOLAIRE / DISPONIBILIT EN LUMIRE NATURELLEECLAIRAGE NATUREL

    Lnergie solaire disponible en un lieu est

    notamment value parlclairement

    nergtique, quireprsente le flux

    nergtique solaire reu par unit de

    surface (W/m2).

    Attention, cette donne ne porte pas sur la seule

    composante lumineuse !

    Diffrents types de donnes

    Carte dirradiation gl obale, moyenne annuel le, en Kwh/m2

    Ces donnes s ont fournies pardiffrentes bases : MtoFrance, Satel-Light,Atlas solai re europen

    Lexposition nergtique est le produit de

    lclairement nergtique par la dure dirradiation

    (J/cm2 ou Wh/m2)S. FIORI2007/08

  • 7/23/2019 Eclairage Naturel

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    ECLAIRAGE NATUREL

    Il existe aussi des donnes qui portent sur la

    disponibilit en lumire naturelle dun lieu, et

    concernent la seule composante lumineuse

    (mesures dclairement). Elles permettent dvaluerla probabilit, en un lieu, de dpasser certaines

    valeurs dclairement horizontal (en site dgag).

    Diffrents types de donnes

    Variation dclai rement extrieur annuel selon la lati tude

    1. RAYONNEMENT SOLAIRE / DISPONIBILIT EN LUMIRE NATURELLE

    Source:Jean-Jacqu

    esDeltr

    S. FIORI2007/08

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    ECLAIRAGE NATURELExemples extraits de la base de donnes Satel-Light

    Frquence des ciels ensoleills en France

    Frquence des diffrents types de ciel Paris, mois par mois

    1. RAYONNEMENT SOLAIRE / DISPONIBILIT EN LUMIRE NATURELLE

    S. FIORI2007/08

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    ECLAIRAGE NATUREL

    Les nuages rduisent lclairement :

    Ciel serein : 100 %Nuages 2/10 : 90 %

    Nuages 4/10 : 75 %

    Nuages 6/10 : 65 %

    Nuages 8/10 : 45 %

    Ciel compltement couvert : 20 %

    Ordres de g randeur

    Disponibilit en lumire naturelle:influence de la couche nuageuse

    Photos fish-eye de ciels diffrents momentsde la journe

    1. RAYONNEMENT SOLAIRE / DISPONIBILIT EN LUMIRE NATURELLE

    Source:Jean-JacquesDeltr

    S. FIORI2007/08

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    ECLAIRAGE NATUREL

    Types de ciels dpendant de la rpartition

    des luminances sur la vote cleste.

    Caractristiques de diffrents types de ciel(ciels normaliss)

    Ciel couvert : luminance plus forte auznith qu lhorizon (ciel de nuages clairscachant le soleil)

    Ciel couvert uniforme : luminanceconstante en tout point du ciel

    Ciel clair sans soleil : luminance variableen fonction des v ariations de la position dusoleil

    Ciel serein : sans nuage, rayonnementdirect + diffus

    Source:www.arch.ucl.ac.be/eclairage/g

    uide_

    sources.h

    tm

    Ciel artificiel - CSTB

    1. RAYONNEMENT SOLAIRE / DISPONIBILIT EN LUMIRE NATURELLE

    S. FIORI2007/08

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    ECLAIRAGE NATURELLe rle du type de ciel, de lheure, des saisonssur la lumire naturelle lintrieur dun local orient au sud

    1. RAYONNEMENT SOLAIRE / DISPONIBILIT EN LUMIRE NATURELLE

    Local avec ouverture au Sud,latitude 50,8 N

    Variations lies lheure

    Source

    :Lclairagenatureldesbtiments

    S. FIORI2007/08

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    ECLAIRAGE NATURELLe rle du type de ciel, de lheure, des saisonssur la lumire naturelle lintrieur dun local orient au sud

    1. RAYONNEMENT SOLAIRE / DISPONIBILIT EN LUMIRE NATURELLE

    Local avec ouverture au Sud,latitude 50,8 N

    Variations lies au type de c iel

    Variations lies la saison

    Source:Lclairagenaturel

    desbtiments

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    ECLAIRAGE NATURELLinfluence de lorientationsur la pntration de lumire naturelle lintrieur dun local

    1. RAYONNEMENT SOLAIRE / DISPONIBILIT EN LUMIRE NATURELLE

    Par ciel clair, lorientation de louvertureinflue sur la quantit de lumire capte

    Par ciel couvert, lorientation delouverture na plus dinfluence

    S. FIORI2007/08

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    2. LE FACTEUR DE LUMIRE DU JOURECLAIRAGE NATUREL

    En clairage naturel, l'exigence dclairement peut se traduire en valeur de "facteur

    de lumire du jour" (FLJ).

    Ce facteur est le rapport de lclairement naturel intrieur reu en un

    point (gnralement le plan de travail ou le niveau du sol) lclairement

    extrieur simultan sur une surface horizontale, en site parfaitement

    dgag, par ciel couvert. Il sexprime en %.

    Dfinition

    Avec :E int : clairement intrieur en un point P quelconqueE horiz ext : clairement horizontal extrieur en site dgag

    Fj = (Eint / Ehoriz ext) x 100 en %

    Sources:www.arch.u

    cl.ac.be/eclairage/guide_

    sources.h

    tm

    Cette notion permet de saffranchir des variations

    extrieures : elle traduit un rapport de

    proportionnalit constant pour un local donn.

    S. FIORI2007/08

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    2. LE FACTEUR DE LUMIRE DU JOURECLAIRAGE NATUREL

    Exemple de calcul

    Avec :E int : clairement intrieur en un point P quelconqueE horiz ext : clairement horizontal extrieur en s ite dgag

    Source:Daylightinbuildings

    Fj = (Eint / Ehoriz ext) x 100 en %

    S. FIORI2007/08

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    ECLAIRAGE NATUREL

    Le facteur de lumire du jour peut se

    dcomposer de la manire suivante :

    Avec :FJD : composante directe de la vote clesteFJRE : composante rflchie extrieureFJRI : composante rflchie intrieure.

    Fj = FJD + FJRE + FJRI en %

    Remarque :FJD est prioritaire quand la v ote clesteest v isible depuis le point P.Quand elle nexiste pas, FJRE et FJRIpeuvent tre quivalents.

    P

    FJRE

    FJD

    FJRI

    Eint

    Eext

    Dcomposition2. LE FACTEUR DE LUMIRE DU JOUR

    S. FIORI2007/08

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    2. LE FACTEUR DE LUMIRE DU JOURECLAIRAGE NATUREL

    Enjeux : rduire les apports dclairage artificielPlus le facteur de lumire du jour est lev, plus le temps

    d'utilisation des locaux avec la lumire naturelle est

    lev, limitant ainsi la consommation d'clairage artificiel.

    Un objectif raisonnable est d'arriver un temps

    d'utilisation de l'clairage naturel d'au moins 60 %.

    Dans la rglementation thermique (RT), toute partie dun

    local clair de faon naturelle moins de 100 lx estconsidre comme ayant un clairage lectrique

    permanent.

    Pourcentage d'heures entre 9h00 et 17h00 o le ni veaud'clairement est disponible ou dpass.Le rayonnement direct n'est pas pris en compte.[source : CIE - Commission Internationale de l'Eclairage].

    Par exemple, pour un btiment d e bureau situ Uccle (50,8Latitude Nord), dont l'cl airement total doit valoi r 500 lux.Supposons qu'on mesure un facteur de lumire du jour de 6 % enun poi nt. La valeur d'c lairement extrieur ncessaire pouratteindre 500 lux vaut donc 8 333 l ux (= 500/0.06).

    Si on trace une ligne horizontale 8 333 lux, celle-ci rencontrela li gne vertical e correspondant la lati tude au point A. Ce point

    est situ sur une c ourbe (non dessine) qui c orrespond environ 73 %.

    Ce qui veut dire qu'un point du loc al ayant un facteur de lumiredu jour de 6 % disposera de 500 lux pendant 73 % du temps detravail, en moyenne sur l'anne.

    Notons que cet abaque est relativement pessimiste puisqu'elle netient compte que d'un ciel couvert.

    Sourc

    e;http://www-energie.arch.ucl.ac.b

    e/cdrom/eclairage/theorie/

    S. FIORI2007/08

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    2. LE FACTEUR DE LUMIRE DU JOURECLAIRAGE NATUREL

    Enjeux : confort

    Source:AFE

    Du point de v ue de limpression de confort :

    Fj > 5 % : valeur satisfaisante / Fj 2 % : valeur acceptable / Fj < 0,5 % : v aleur faible

    Les valeurs recommandes pour le facteur de lumire du jour au fond des locaux sont au

    minimum les suivantes :

    * usine 5 %,* bureau 2 %,* salle de cours 2 %,* salle dhpital 1 %.

    Par exemple, pour un clairement extrieur par ciel couvert de 5000 lux, le niveaud'clairement intrieur reu au fond des bureaux doit tre de 100 lux minimum.

    . FIORI2007/08

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    2. LE FACTEUR DE LUMIRE DU JOURECLAIRAGE NATUREL

    Enjeux : confort

    Exemple de zonage de l'clairageartificiel en fonction des disponibilits

    en cl airage naturel. FIORI2007/08

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    2. LE FACTEUR DE LUMIRE DU JOURECLAIRAGE NATUREL

    Ordres de grandeur

    Pour mmoire : 1% correspond 100 lx pour 1000 lx horizontaux extrieurs

    Type despace Fj (%)

    cathdrale 0,5

    Bureau loign dune

    fentre

    0,5 1

    Bureau proche dune

    fentre

    3 6

    Muse de peinture 0,6 1,8

    Hall de gare XIXe sicle 10

    Patio vitr 10 20

    Paroi verticale (extrieur) 30 50

    Surface en toiture

    (exttrieur)

    100

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    ECLAIRAGE NATUREL

    Variation classique de Fj lintrieur dun local

    Source:J.J.

    Deltr-EAG

    Pour une prise de jour latrale, le Fj dcrot trs vite avec le recul.

    FJ (en %)

    Distance(en m)

    20

    15

    10

    5

    20,5

    1 2 3 4 5 6

    Allure de la dcroissance du facteur de lumire du jourdans un local clair par une seule baie verticale

    hauteur du plan de mesure

    2. LE FACTEUR DE LUMIRE DU JOUR

    S. FIORI2007/08

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    2. LE FACTEUR DE LUMIRE DU JOURECLAIRAGE NATUREL

    Sous les conditions de ciel couvert, les valeurs du facteur de lumire du jour

    sont indpendantes de lorientation des baies vitres, de la saison e t de

    lheure. Elles donnent ainsi une mesure objective et facilement comparable

    de la qualit de lclairement lintrieur dun btiment.

    Le facteur de lumire du jour permet de ce point de vue de comparer les

    performances de diffrents dispositifs

    Conclusion : un outil pour saffranchir de la variabilit extrieure

    S. FIORI2007/08

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    3. DISPOSITIFS DE PRISE DE JOURECLAIRAGE NATUREL

    Source:

    J.J

    Deltr-EAG

    Double jour : atrium, galerie, vranda

    Distribution lumi neuse: condui t/puits, bandeau, allge,ailettes, cran

    Retrait : porche, balcon, l oggia

    Dme, lucarne, lanterneau, shed, plafond lu mineux

    Fentre verticale, haute, cour i ntrieure

    Matriaux : transluci de, prismatique, fibre optique, vitragesdynamiques

    S. FIORI2007/08

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    ECLAIRAGE NATUREL

    Performances lumineuses

    Source:

    J.J

    Deltr-EAG

    Une prise de jour en faade introduit une

    forte variation quantitative de lclairement

    avec le recul.

    Une prise de jour en toiture permetduniformiser lclairement dans le local. Elle

    est 3 5 fois plus performante quune prise

    de jour en faade (mme surface, mme vitrage).

    On peut aussi amliorer les performances par

    lemploi de dispositifs complmentaires :

    bandeaux

    3. DISPOSITIFS DE PRISE DE JOUR

    S. FIORI2007/08

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    ECLAIRAGE NATUREL

    Performances lumineuses en fonction de la position de la baie

    Source:

    J.J

    Deltr

    Les valeurs relativesdclairement augmentent dans

    un rapport de 1 5, sans tenir

    compte quen plus la valeur de la

    luminance augmente vers leznith.

    3. DISPOSITIFS DE PRISE DE JOUR

    S. FIORI2007/08

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    ECLAIRAGE NATUREL

    Prises de jour latralesInfluence de la position de la baie

    Source:

    J.J

    D

    eltr-EAG

    3. DISPOSITIFS DE PRISE DE JOUR

    Valeurs de Fj releves horizontalement 2,5 m de la bai e, sur un plan uti le 0,75 m

    S. FIORI2007/08

  • 7/23/2019 Eclairage Naturel

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    ECLAIRAGE NATUREL

    Prises de jour latralesFormule simplifie BRE (building research establishment)Cette formule permet dvaluer de manire approche le facteur de

    lumire du jour moyen dun local.

    Avec :

    - Sf = surface nette de v itrage ( = ouverture de baies moins 10% pour les chssis)

    - TL = facteur de transmiss ion lumineuse du v itrage, dont on dduit 10 % pour salet.

    - a = angle du ciel v isible depuis la fentre, exprim en degrs.

    - St = surface totale de toutes les parois du local (sol + murs + plafond), y compris celle des v itrages

    - R = facteur de rflexion moyen des parois du local (prendre 0,5 par dfaut)

    Par exemple, il vaut 90 si aucun masque n'est cr par desbtiments ou l'environnement en face de la fentre. Il vaut 60 siun btiment cre un ombrage entre le sol et le s 30 premiersdegrs (cas 2 ci-dessous).

    FLJmoy = Sf x TL x a / (St x (1 - RxR))

    3. DISPOSITIFS DE PRISE DE JOUR

    S. FIORI2007/08

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    ECLAIRAGE NATUREL

    Prises de jour latralesFormule simplifie BRE (building research establishment)Exemple

    Avec :

    - Sf = surface nette de v itrage ( = ouverture de baies moins 10% pour les chssis)

    - TL = facteur de transmission lumineuse du v itrage, dont on dduit 10 % pour salet.

    - a = angle du ciel v isible depuis la fentre, exprim en degrs.- St = surface totale de toutes les parois du local, y compris celle des v itrages

    - R = facteur de rflexion moyen des parois du local (prendre 0,5 par dfaut)

    FLJmoy = Sf x TL x a / (St x (1 - RxR))

    3. DISPOSITIFS DE PRISE DE JOUR

    Supposons un local de 4 m (largeur) x 5 m (profondeur) x3 m (hauteur). La surface vitre est de 3 m sur 1,5 m.

    Sf = 0,9 x 3 x 1,5 = 4,05

    TL = 0,75 x 0,9 = 0,675

    a = 90

    St = 2 x (4 x 3 + 4 x 5 + 3 x 5) = 94

    R = 0,5

    D'o : FLJ = 4,05 x 0,675 x 90 / (94 x (1 - 0,5 x 0,5)) = 3,5,

    ce qui est correct en matire de qualit d'clairage

    naturel. Mais noter que si un btiment voisin s'tablit enface et que l'angle de vision du ciel se rduit 60, le FLJ

    tombe 2,6...

    Sources : www.arch.ucl.ac.be/eclairage/guide_sources.htm

    S. FIORI2007/08

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    ECLAIRAGE NATUREL

    Prises de jour latralesposition par rapport la paroi

    Source:

    J.J

    Deltr-EAGQue la fentre soit en creux, au nu ou en

    avance ne change rien

    aux performances lumineuses

    globales de la pice.

    En revanche, un brasement permet de crer

    une zone de transition lumineuse entre

    intrieur et extrieur.

    3. DISPOSITIFS DE PRISE DE JOUR

    S. FIORI2007/08

  • 7/23/2019 Eclairage Naturel

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    ECLAIRAGE NATUREL

    Prises de jour latraleside fausse

    Source:

    J.J

    Deltr-EAG

    Sur cet exemple de cour intrieure, les pices des tages infrieurs ne sont pas

    clairs par la vote cleste mais par les rflexions extrieures des faades.

    augmenter la taille des fentres diminue lclairement lintrieur de ces pices. Or

    Le facteur de rflexion dune paroi extrieure est denviron 15%, alors que celui dun

    vitrage natteint que 8% ! Augmenter la dimension des fentres ne sert donc rien.

    Fj = 5% Fj = 3%

    3. DISPOSITIFS DE PRISE DE JOUR

    S. FIORI2007/08

  • 7/23/2019 Eclairage Naturel

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    ECLAIRAGE NATUREL

    Prises de jour en toiture

    Source:

    J.J

    Deltr-EAG

    Une paroi horizontale reoit en t deux fois plus de chaleur quune paroi verticale

    oriente sud. Cest pourquoi les prises de jour en toiture sont le plus souvent

    inclines et orientes au Nord.

    Source:INRS

    3. DISPOSITIFS DE PRISE DE JOUR

    S. FIORI2007/08

  • 7/23/2019 Eclairage Naturel

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    ECLAIRAGE NATUREL

    Prises de jour en toiture

    Source:

    Suzel

    Balez

    3. DISPOSITIFS DE PRISE DE JOUR

    S. FIORI2007/08

  • 7/23/2019 Eclairage Naturel

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    ECLAIRAGE NATUREL

    Prises de jour en toiture

    Source:INRS

    3. DISPOSITIFS DE PRISE DE JOUR

    S. FIORI2007/08

  • 7/23/2019 Eclairage Naturel

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    ECLAIRAGE NATUREL

    Prises de jour en toiture

    Laurent et Herv Beaudoin, Sylvain Giacomazzi, salle de lecture, mdiathque de Poitiers

    3. DISPOSITIFS DE PRISE DE JOUR

    S. FIORI2007/08

  • 7/23/2019 Eclairage Naturel

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    ECLAIRAGE NATUREL

    Henri Ciriani, muse de lArles e t de la Provence antiques, 1995

    Prises de jour en toiture3. DISPOSITIFS DE PRISE DE JOUR

    S. FIORI2007/08

  • 7/23/2019 Eclairage Naturel

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    ECLAIRAGE NATUREL

    Prises de jour en toitureFormule pour les prises de jour en toitureCette formule simple permet, en avant-projet, de dterminer la

    surface de vitrage ncessaire pour obtenir un facteur du jour donn.

    Par exemple :

    si on veut Fj = 3%, av ec des sheds inclins

    60% (k = 4),

    il faudra :

    i = 4 x 3% = 12% douve rture (sans v itrage)

    Si le facteur de transmission du v itrage (sale)

    est de 0,5 - alors il faut 24% douverture !

    Indice douverture :

    i = surface ouverte / surface au sol du local

    Pour une prise de jour en toiture :

    i = k x FjLa valeur k dpend de linclinaison de la partie vitre.

    Valeurs de k s elon linclinaison du v itrage

    3. DISPOSITIFS DE PRISE DE JOUR

    S. FIORI2007/08

  • 7/23/2019 Eclairage Naturel

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    ECLAIRAGE NATUREL

    Prises de jour en toitureRgle despacement3. DISPOSITIFS DE PRISE DE JOUR

    Comme pour lclairage

    lectrique, si la volont est

    dobtenir une relative uniformit

    de lclairement, alors quelquesrgles de rapport

    dinterdistance/hauteur sont

    respecter.

    S. FIORI2007/08

  • 7/23/2019 Eclairage Naturel

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    ECLAIRAGE NATUREL

    Les chemines sont des dispositifs de petite section par rapport aux

    autres prises de jour. Elles ne servent qu clairer un endroit prcis.

    Pour constituer un rel apport, les conduits doivent tre orients du ct

    du soleil et capter directement la lumire solaire.

    Il existe des systmes fixes (canons lumire) ou des systmes

    mobiles lis des concentrateurs et un pilotage par ordinateur

    Conduits de lumire3. DISPOSITIFS DE PRISE DE JOUR

    S. FIORI2007/08

  • 7/23/2019 Eclairage Naturel

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    ECLAIRAGE NATUREL

    Conduits de lumireonduits de lumire

    Guide q ualit environnementale des btiments en Languedoc-Roussillon

    3. DISPOSITIFS DE PRISE DE JOUR

    S. FIORI2007/08

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    ECLAIRAGE NATUREL

    Conduits de lumire

    Guide q ualit environnementale des btiments en Languedoc-Roussillon

    3. DISPOSITIFS DE PRISE DE JOUR

    S. FIORI2007/08

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    ECLAIRAGE NATUREL

    Conduits de lumire : fibre optique

    Beijing, gymnase de l'Universit des sc iences e t technologies de Beij ing ( un gymnase principal et une pisc ine standard de50 m sur 25 m, il occupe une superficie de 24 662 m2.)

    148 tuyaux en fibres optiques de 530 mm de diamtre, qui permettront au gymnase de s'clairer naturellement pour les

    preuves sportives pendant les j ours ensoleills. Pendant la nuit, les tuyaux transmettront de la lumire trav ers le toit du

    gymnase, crant un effet original.

    Source : http://fr.beiji ng2008.cn/cptvenues/venues/stg/headlines/n214197155.shtml

    3. DISPOSITIFS DE PRISE DE JOUR

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    ECLAIRAGE NATUREL

    S. FIORI2007/08

    Conduits de lumire :fibre optique

    http://www.parans.com

    3. DISPOSITIFS DE PRISE DE JOUR

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    4. SYSTMES DE REDISTRIBUTION DE LA LUMIREECLAIRAGE NATUREL et ENSOLEILLEMENT

    Rflecteurs

    Source:

    J.J

    Deltr-EAG

    Exemple de rflecteur intrieur Exemple de rflecteur extrieur

    S. FIORI2007/08

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    ECLAIRAGE NATUREL et ENSOLEILLEMENT

    Bandeaux lumineux (light shelf)

    Source:

    J.J

    Deltr

    -EAG

    Un bandeau lumineux permet daugmenter lapport

    dclairage naturel en fond de local. Les bandeaux

    extrieurs sont plus performants que les bandeaux

    intrieurs.

    Source:Daylightinbuildings

    Bandeau extrieur intgr la faade

    4. SYSTMES DE REDISTRIBUTION DE LA LUMIRE

    S. FIORI2007/08

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    ECLAIRAGE NATUREL et ENSOLEILLEMENT

    Bandeaux lumineux (light shelf)bandeau lumineux fixe

    Source:

    J.J

    Deltr

    -EAG

    4. SYSTMES DE REDISTRIBUTION DE LA LUMIRE

    S. FIORI2007/08

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    ECLAIRAGE NATUREL et ENSOLEILLEMENT

    Bandeaux lumineux (light shelf)bandeau lumineux mobile

    Source:

    J.J

    Deltr

    -EAG

    4. SYSTMES DE REDISTRIBUTION DE LA LUMIRE

    Sur cet exemple, la partie horizontale du

    bandeau sert rorienter les rayons

    solaires dhiv er (rayons solaires de

    faible hauteur).S. FIORI2007/08

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    ECLAIRAGE NATUREL et ENSOLEILLEMENT

    Bandeaux lumineux

    So

    urce:

    http://windiws.l

    bl.gov

    On peut concevoir des dispositifs plus ou moins labors, en combinant plusieurs

    systmes entre eux.

    Ce dispositif utilise notamment des films rflchissants

    Ce dispositif combine bandeau lumineux, film rflchissant et conduit de lumire

    4. SYSTMES DE REDISTRIBUTION DE LA LUMIRE

    S. FIORI2007/08

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    ECLAIRAGE NATUREL et ENSOLEILLEMENT

    Voilage

    Un simple voilage fin joue le rle de diffusant et permet

    dquilibrer lc lairage naturel lintrieur de la pice.

    Source:

    J.J

    Deltr-EAG

    4. SYSTMES DE REDISTRIBUTION DE LA LUMIRE

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    ECLAIRAGE NATUREL

    Critres de performance du vitrage4 facteurs sont pris en compte pour reconnatre les

    qualits dun vitrage :

    le facteur solaire (FS) : quantit dnergie solaire que

    laisse passer le vitrage,

    la transmission lumineuse (TL) : la mesure de quantitde lumire qui passe travers le vitrage,

    la valeur U : coefficient de dperdition de chaleur dun

    matriau. Plus sa valeur est faible et plus la construction

    sera isole,

    la rflexion lumineuse (RL) : mesure du degr de

    rflexion dun vitrage.

    5. VITRAGES

    Le rayonnement solaire qui traverseun vitrage est en partie transmis, enpartie rflchi et en partie absorb.

    Source

    INRS

    Facteur solaire

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    ECLAIRAGE NATURELFacteur de transmission lumineuse et surfacedes menuiseries

    Source:

    SaintGobain

    Surface des menuiseries

    - vitrage simple (3mm) : 0,9

    - vitrage double : 0,81

    - vitrage double normalement sale : 0,6

    0,6 est la v aleur utilise pour les simulations sur maquette.

    Les v itrages plastiques v ieillissent v ite (UV, poussires,

    intempries). Leur facteur de transmission v arie au cours

    du temps.

    Facteur de transmission

    5. VITRAGES

    On voit bien sur cette reprsentation que selon le dormant de fentre, la partierellement uti le peut tre trs diffrente !

    . FIORI2007/08

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    ECLAIRAGE NATUREL et ENSOLEILLEMENT

    Paramtres thermiques et acoustiquesAcoustique

    - paroi pleine : U = 0,3 W/m2.C

    - vitrage double : U = 3 W/m2.C

    o U = coef. De transmission thermique

    Du point de vue de la dperdition thermique,

    1 m2 de vitrage 10 m2 de paroi pleine.

    Thermique

    - paroi pleine : R = 55 dB(A)

    - vitrage trs bonne qualit

    R = 38 dB(A) o R = indice daffaiblissement acoustique

    Du point de vue acoustique,

    1 m2 de vitrage 50 m2 de paroi pleine

    Effet de serre :Un vitrage laisse passer les IR proches

    mais non les IR lointains.Les IR proches transmis trav ers unv itrage sont absorbs puis rmis dans lIRlointain par les objets et les paroisintrieurs. Ces IR lointains se trouvent doncemprisonns lintrieur du local.

    5. VITRAGES

    S. FIORI2007/08

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    ECLAIRAGE NATUREL

    Amlioration des performances et vitrages spciauxIl existe trois approches fondamentales permettant d'amliorer

    les performances nergtiques des vitrages.

    1. Modifier le verre en changeant sa composition chimique ou

    ses caractristiques physiques. Il s'agit par exemple du verre

    teint.

    2. Appliquer une couche la surface du vitrage. Des couches

    rflchissantes ou des films ont t dvelopps afin de rduire

    les gains solaires et l'blouissement, et plus rcemment, des

    couches basse missivit ou slectives spectralement ont t

    dveloppes afin de rpondre aux conditions spcifiques des

    climats froids ou chauds.

    3. Assembler plusieurs vitrages et contrler les proprits de

    ou des espaces contenus entre ces vitrages.

    5. VITRAGES

    S. FIORI2007/08

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    ECLAIRAGE NATURELCaractristiques des vitrages isolantset des vitrages permettant le contrle solaire

    5. VITRAGES

    S. FIORI2007/08

    source : http://www-energie.arch.uc l.ac .be

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    ECLAIRAGE NATUREL

    Vitrages faible missivit5. VITRAGES

    Vitrages isolants couche peu missive

    Pour plus de dtails : http://www-energie.arch.ucl.ac.be/eclairage/guide_parois_transparentes.htm#ancre02

    Dans les vitrages faible missivit, deux principauxprocds sont utiliss :

    -couche d'argent ou doxyde mtallique dpose sur leverre ;

    - gaz de remplissage argon ou krypton dans lespaceintersticiel.

    Un vitrage conu pour minimiser les gains solaires ent mais autoriser un maximum d'clairage naturel

    devrait favoriser au maximum la transmission de la

    partie visible du spectre solaire tout en bloquant toutes

    les autres portions de celui-ci; les ultraviolets aussi bien

    que les infrarouges de courte longueur d'onde et les

    infrarouges de grande longueur d'onde qui pourraient

    tre mis par les objets extrieurs tels que les btiments

    voisins ou le sol. Ces vitrages sont appels vitrages

    basse missivit slectifs. Ils permettent donc de limiterles gains solaires en t tout en garantissant une

    transmission visuelle leve

    S. FIORI2007/08

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    ECLAIRAGE NATUREL et ENSOLEILLEMENT5. VITRAGES

    Exemple de notice fabricant

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    ECLAIRAGE NATUREL et ENSOLEILLEMENT

    Vitrages spciauxVitrages passifs :

    - extra-clairs (facteur de transmission amlior)

    - auto-nettoyants

    Vitrages dynamiques :

    - lectrochromes (obscurcissement)

    - cristaux liquides (opacification)

    - mission lumineuse

    - lamelles internes

    5. VITRAGES

    Lumirenon dvie

    Lumiredvie

    base de lamelles

    base de prismes

    base de films

    Matriaux de rorientation

    S. FIORI2007/08

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    ECLAIRAGE NATUREL et ENSOLEILLEMENT

    Vitrages spciaux :exemple composants prismatiques

    Source

    daylightinbuildings

    Les films prismatiques utilisent la

    rflexion et la rfraction. Les

    rayons lumineux peuvent ainsi tre

    slectionns et rorients.

    Coupe sur les lames : horizontales et inclines

    Rflexion des rayons solaires directs ; rfraction des

    rayons lumineux provenant de lapport diffus.

    5. VITRAGES

    S. FIORI2007/08

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    ECLAIRAGE NATUREL et ENSOLEILLEMENT

    Vitrages spciaux :exemple

    5. VITRAGES

    Systme. FIORI2007/08

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    6. OUTILSECLAIRAGE NATUREL

    Mesures facteur lumire du jour sur maquette

    S. FIORI2007/08

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    ECLAIRAGE NATUREL

    Mesures facteur lumire du jour sur maquette

    6. OUTILS

    S. FIORI2007/08

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    ECLAIRAGE NATUREL

    Simulations facteur lumire du jour (logiciel LESODIAL)

    1020

    cuisinebureau salon

    115 160 100 160 100 160 100 125

    450

    1m

    ABC

    6. OUTILS

    S. FIORI2007/08

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    ECLAIRAGE NATUREL

    Simulations facteur lumire du jour (logiciel LESODIAL)

    0. simulation tat existant - FJ moyen =2,1%

    1. murs et plafond blanc, parquet boisclair - FJ moyen = 3,1%

    1 + portes-fentres e t porte entre v itre -FJ moyen = 4,2%

    1 + baie vitre et porte entre vitre - FJmoyen = 6,3%

    6. OUTILS

    S. FIORI2007/08

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    ECLAIRAGE NATUREL

    Reiter S., de Herde A., Lclairage naturel des btiments, UCL, Louvain, 2004.

    En partie disponible sur : http://www-energie.arch.ucl.ac.be/eclairage/

    AFE, La lumire du jour dans les espaces intrieurs, Paris, d. Lux.

    Fontoynont M., Daylight performance of buildings, European Comission, James &

    James, 1999.

    Moore F., Concepts and practice of architectural daylighting, VNR ed., New York, 1985.

    International Energy Agency, Daylight in buildings, IEA SHC Task 21 report, 2000.

    Disponible sur : http://www.iea-shc.org/task21/index.html

    http://audience.cerma.archi.fr/cerma/pageweb/outils

    http://www.lumierezenithale.com/ (site commercial)

    Sources et lments bibliographiques

    S. FIORI