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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 (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)
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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
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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 : [email protected]