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Lighting design & engineering
Formation Bâtiment
Durable
Gestion de l'éclairage: audit et études de cas
Audit des installations d’éclairage:
énergie et confort visuel
Fiorenzo NAMECHE, concepteur lumière
Bruxelles Environnement
Spécialisations :
©
Bureau d’études indépendant en
éclairage
Relighting: de l’audit au suivi du projet
Mise en lumière d’espaces intérieurs et extérieurs
Plan lumière d’espaces publics
• Introduction
• Fondements d’un éclairage performant
• Plan d’actions
• Cas concret de relighting
• Exercice dans un couloir
Pause déjeuner
• Autres exemples de rénovation
• Questions - réponses
Audit des installations d’éclairage: énergie et
confort visuel
Plan de l’exposé
©
Introduction : part de l’éclairage dans les
consommations
©
46% en moyenne de la facture
d’électricité dans le tertiaire !
68,5% dans les services !
Gagne en importance, en
particulier dans les bâtiments
passifs !
Repris dans le calcul de la PEB
pour les immeubles de bureaux
et les écoles (valeur par défaut:
20 W/m² pour 500 lux)
Introduction: quelques chiffres en éclairage
intérieur
Source: brochures de l’ADEME, 2012-2013
©
• 90 % de l’énergie pour l’éclairage est consommée le jour
• 80 % des installations dans le tertiaire sont énergivores et obsolètes
• Potentiel de 40 à 80% d’économies d’énergie, voire plus !
• 7,5 € / m² / an d’économies après une rénovation dans le bâtiment tertiaire
• 5 € / m² / an d’économies après une rénovation des parties communes
Fondements d’un
éclairage performant
3 principes de base :
● Concept d’éclairage efficace
● Lampes et luminaires performants
● Gestion de l’éclairage (d’abord la lumière naturelle)
© light to light, 2013
©
Concept d’éclairage efficace
© light to light, 2013
Avant - oppressant Après – attrayant
©
Concept d’éclairage efficace
● Typologie
● Implantation
● Photométrie
fonction de l’espace et des surfaces à éclairer
© light to light, 2013
Avant - oppressant Après – attrayant
Economies: 48%
D’abord le concept, ensuite le choix du matériel d’éclairage
©
Avant – insuffisant Après - équilibré
Concept d’éclairage efficace /2
● Dimensionnement correcte (selon les besoins)
● Respect des normes (EN12464)
© light to light, 2013 Economies: 56%
D’abord le concept, ensuite le choix du matériel d’éclairage
©
Concept d’éclairage efficace /3
● Veiller au confort visuel, sans éblouissement ou contrastes trop importants
Avant – éblouissant Après – confort
© light to light, 2013
D’abord le concept, ensuite le choix du matériel d’éclairage
©
Usage de sources efficaces
0
50
100
150
200
1875 1900 1925 1950 1975 2000 2025
Lu
min
ou
s e
ffic
ac
y [
lm/W
]
Time [Year]
Incandescent
Halogène
Fluorescent
Iodures métalliques
Cool White LED
Warm
White
LED
Bron : DOE USA 2008/LABORELEC
L’éclairage (du futur) sera LED
Suppression de quasi toutes les sources halogènes en 2016 !
©
Efficacité lumineuse (lm/W) Température de couleur Indice du rendu des couleurs Durée de vie Délai d’amorçage Gamme de puissance Surface émettrice Prix par lumen …
Usage de sources efficaces et adaptées
©
Efficacité d’un système = les lumens utiles / W !
Efficacité de la source lumineuse X efficacité de l’optique X efficacité des auxiliaires X coefficient de maintenance
En LED, la notion du flux sortant du luminaire est primordiale !
Luminaires efficaces
Flux des LED (>110 lm/W)
Flux du luminaire
rendement de la chambre lumineuse
rendement du réflecteur
©
Luminaires efficaces et adaptés à la
situation
• Efficacité (flux du luminaire / W)
• Photométrie (distribution lumineuse)
• Esthétique, dimensions, montage
• Indice de protection IP
• Résistance mécanique IK
• Prix
• …
©
Gestion de l’éclairage
La lumière la plus efficace est celle qu’on ne gaspille pas … Evaluer la rentabilité des dispositifs de gestion de l’éclairage, tels que :
• Coupure automatique ou régulation de l’éclairage selon l’apport de lumière du jour et/ou la détection d’absence
• Commande par cellule crépusculaire, horloge, …
©
Plan d’actions : mesures possibles
Mesures simples
• Sensibiliser les utilisateurs
• Entretenir les installations
• Relamping (si adapté)
Mesures avec travaux
• Automatiser les commandes
• Relighting partiel ou complet
S’éclairer mieux en consommant moins
©
Plan d’actions : vers un éclairage
performant
Etapes
1. Evaluer la situation (ou détecter l’opportunité d’un relighting)
2. Réaliser l’étude relighting (étude de préfaisabilité)
3. Réaliser les documents de consultation des entreprises
4. Suivre et réceptionner les travaux
©
Plan d’actions : évaluer la situation /1
Eclairage inadapté (voir normes)
©
Pas assez de lumière !
Plan d’actions : évaluer la situation /2
Eclairage inadapté (voir normes)
©
Trop de lumière !
Plan d’actions : évaluer la situation /3
Eclairage inadapté (voir normes)
©
Trop d’éblouissement !
Plan d’actions : évaluer la situation /4
Usage inefficace (absence de gestion)
©
Usage permanent dans les parkings et les archives, …
Plan d’actions : évaluer la situation /5
Usage inefficace (absence de gestion)
©
Usage permanent dans les couloirs, les sanitaires, …
Plan d’actions : évaluer la situation /6
Usage inefficace (absence de gestion)
©
Usage permanent dans les couloirs, les cages d’escaliers …
Même en présence de lumière du jour !
Plan d’actions : évaluer la situation /7
Production inefficace
©
Anciens systèmes fluorescents, halogènes, fluo-compactes, …
Plan d’actions : évaluer la situation /8
Production inefficace
©
Anciens systèmes fluorescents, lampes au mercure, …
Plan d’actions : évaluer la situation /9
Synthèse des facteurs déclencheurs: • Eclairage inadapté (voir normes)
• Usage inefficace (aucune gestion)
• Production inefficace (fluo sur ballast avec starter, halogènes, lampes au mercure, …)
Autres indicateurs :
• Puissance installée en éclairage supérieure à >2,5W/ m2/ 100 lux
• Consommation spécifique en énergie primaire (kWh/m2) >> à la moyenne
©
Etape 2 : étude relighting (étude de préfaisabilité)
Plan d’actions : étapes d’un projet de
relighting 1. Evaluer la situation
2. Réaliser l’étude relighting (étude de préfaisabilité de la rénovation)
3. Réaliser les documents de consultation des entreprises
4. Suivre et réceptionner les travaux
©
• Collaborer avec un bureau d’études
• Solliciter les primes disponibles : – 50% pour l’étude de faisabilité – Jusqu’à 30% de l’investissement et
maximum 10.000 EUR par bâtiment
Réalisation d’un audit éclairage (étude
relighting) Prise de rendez-vous
Outil nécessaire pour l’audit (visite)
- Plans des locaux / espaces (idéalement plans électricité)
- Appareil photo
- Luxmètre de précision
- Distance mètre laser
©
Check: l’ensemble de ces outils sont utilisés dans chaque local-type
Réalisation d’un audit éclairage (étude relighting)
Données utiles pour définir la rénovation (à relever)
- Niveau d’éclairement (surtout sur les plans de travail) actuel et requis
- Teinte des surfaces
- Conditions d’utilisation : nombre d’heures de fonctionnement, température, humidité
- Autres exigences particulières: esthétique, UV, …
- Possibilité de réemploi des positions ou de déplacement des éclairages actuels
- Hauteur de montage et type de montage des luminaires
©
Chaque proposition de rénovation devra répondre à tous ces paramètres
Réalisation d’un audit éclairage (étude relighting)
Autres points d’attention
- Données de facturation
- Rapport du contrôle des installations
- Inventaire amiante
- Etat des plafonds et faux-plafonds
- Etat de l’éclairage de secours
©
Peuvent Influencer fortement les résultats de l’audit
Cas concret – immeuble de bureaux (étapes 2 à 4)
©
Situation
Immeuble sur 3 niveaux
Surface +/- 16.000m2
Consommation totale +/- 517.000 kWh/an
Facture électricité de +/- 77.000 EUR/an
Installation d’éclairage de 1978 excepté les couloirs rénovés en 2001
Cas concret – immeuble de bureaux
©
Situation – niveau type
Ok (récent)
190 lx
Cas concret – immeuble de bureaux
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Situation – niveau parkings
Anciens hermétiques à lampes TL
Aucune gestion
Cas concret – immeuble de bureaux
©
Situation – bureaux Anciens luminaires fluorescents 2x58W à grille blanche basique et ballasts ferromagnétiques
800 lx dans bureau avec 2 rangées
1000 lx dans bureau avec 3 rangées
Allumage séparé rangée côté fenêtres
Cas concret – immeuble de bureaux
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Situation – autres locaux
Anciens luminaires fluorescents à vasque (à faible rendement)
Appliques à lampe incandescente dans les cabinets
Trop faible éclairement
Aucune gestion
Cas concret – immeuble de bureaux
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Situation – inventaire 63,6% du total !
Cas concret – immeuble de bureaux
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Propositions - bureaux
Bureau type cellule 4 luminaires 1xT5 de 35W optique à haut rendement et basse luminance Puissance spécifique de 1,55 W/m2/100lux
>500 lux sur la surface de travail
Cas concret – immeuble de bureaux
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Propositions – autres locaux
Luminaires à lampe T5 à vasque à haut rendement
Hublot à lampe économique
Luminaires à lampe T5 à vasque à haut rendement
Détecteurs
Détecteurs
Cas concret – immeuble de bureaux
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Propositions – autres locaux
Hermétiques 1x lampe T5-49W extra longue vie
Détecteurs (circuit NP)
Hermétiques 1 (ou 2) lampe(s) T5-28W
Détecteurs
Cas concret – immeuble de bureaux
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Propositions Avant: 329.072 kWh 71,6% d’économies !
Cas concret – immeuble de bureaux
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Résultats
Cas concret – immeuble de bureaux
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Résultats (fin étape 2: étude de faisabilité)
Décision : élaboration du cahier des charges (étape 3)
Cas concret – immeuble de bureaux
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Elaboration du cahier des charges (étape 3)
Analyse des offres, suivi de la réalisation (étape 4)
Cas concret – immeuble de bureaux
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Réception des travaux (fin étape 4)
Economies + meilleure qualité éclairage !
Cas pratique – immeuble de bureaux
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Réception des travaux (fin étape 4)
Economies + meilleure qualité éclairage !
Cas concret – immeuble de bureaux
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Réception des travaux (fin étape 4)
Economies + meilleure qualité éclairage !
Exercice – relighting d’un couloir
©
Situation
Couloir avec 28 downlighters CFL
Performance photométrique 45%
CFL26W (1800 lm / 35W par système = 51 lumens / W)
3.720 h / an
Lamp life of 6,500 hours (10% of failures)
E moy = 143 lux (with 28 downlighters)
Service life of 50,000 hours at 70 % luminous flux
E moy = 155 lux (with 14 downlighters dimmed at 85%)
Corridor with 14 downlighters LED
Photometric performance 89%
LED27W (2047 lm / 27W per system = 76 lumens / W)
Presence detectors & scene control 1.860 h / year
Exercice – relighting d’un couloir
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Proposition
Actual : 28x 35W x 3720 h = 3646 kWh
New: 14x 23W x 1860 h = 599 kWh
Energy economy of 83,6% : 3.047 kWh or 457 EUR / year (15 cents per kWh)
Lamp economy : +/- 153 EUR / year
Total economy : 610 EUR / year
Total investment : 3.960 EUR
Payback / temps de retour : 6,5 ans !
Exercice – relighting d’un couloir
©
Résultats
PAUSE DEJEUNER
©
Réalisations exemplaires
©
Wall lamps halogen 300W
Réalisations exemplaires
©
Réalisations exemplaires
©
Wall lamps halogen 300W
& concrete high ceiling
Réalisations exemplaires
©
Réalisations exemplaires
©
Halogen downlight 50W
Réalisations exemplaires
©
Now: economy of 80% with LED lighting, only 10W !
Réalisations exemplaires
©
Full halogen lighting
Réalisations exemplaires
©
Now: economy of 80% with LED lighting !
Réalisations exemplaires
©
Old fluo luminaires
Too high glare
Réalisations exemplaires
©
Too high glare
Avant
Réalisations exemplaires
©
25 lux
TL’s luminaires (on HF ballast)
Après
Avant
Réalisations exemplaires
©
25 lux 100 lux
Economy of 31% with LED lighting
Réalisations exemplaires
©
60 lux
Avant Old fluo luminaires (4x18W)
Réalisations exemplaires
©
60 lux 160 lux
Economy of 84% with LED lighting
Après
Avant
Réalisations exemplaires
©
60 lux
Avant
100 lux
Avant Old luminaires with HPI lamp
Réalisations exemplaires
©
60 lux
Economy of 12%
Avant
100 lux 500 lux
Après
Avant
67
Autres réalisations / salle de sports
©
Avant : 40 luminaires 3x58W + pertes = 8.640 W
68
Autres réalisations / salle de sports
©
Après : 26 luminaires LED de 151W = 3.926W (54,6% d’éco.)
69
Autres réalisations / salle de fitness
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Avant : 15 luminaires 2x58W + pertes = 1.380 W
70
Autres réalisations / salle de fitness
©
Après: 12 lum. 2x28W + 2 lum.2x35W = 924 W (éco. 33%)
71
Autres réalisations / couloir
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Anciens TLs
Manque
d’éclairage
72
Autres réalisations / couloir
©
Downlighter LED + detector
73
Autres réalisations / bureau
©
Encastré LED
74
A retenir
©
L’éclairage représente une part importante de la consommation électrique d’un bâtiment dans le tertiaire Les installations d’éclairage de plus de 20 ans sont souvent énergivores (aujourd’hui 1 à 1,5 W/m2/100lux) Détecter les gaspillages (3 fondements d’un éclairage performant) Une rénovation offre généralement 40 à 80% d’économies d’énergie, tout en améliorant le confort et en réduisant les frais d’entretien Des primes sont disponibles pour l’amélioration de l’efficience énergétique de l’éclairage
75
Liens utiles
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● Lien « Energie + » sur le site de la RW
http://www.energieplus-lesite.be/
● www.ibe-biv.be
Institut belge de l’Eclairage
« Code de bonne pratique »
● www.groenlichtvlaanderen.be
(uniquement en néerlandais)
● www.bbri.be – www.wtcb.be
● http://www.energiae.be
● http://www.eclairage-et-commerce.be