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Bruxelles Environnement Outils de conception de l’éclairage Arnaud BERTRAND MAT

Bruxelles Environnement Outils de conception de l’éclairage Arnaud BERTRAND MATRIciel Formation Bâtiment Durable : Eclairage : conception et régulation 2 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 3 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) 9 2. Modèles réduits ●CSTC – mirror box ►Simule : › Ciel couvert fixe (CIE) ►Mesures : › Eclairement  FLJ › Luminance (Source : CSTC) 10 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 ►… 13 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 : 14 3. Modèles numériques (Source : CSTC) 15 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 : 16 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 17 3. Modèles numériques Logiciel Méthode de calcul Modélisation Cout Modèle 3D Importation modèle 3D Eclairement Luminance DF – FLJ DA – ALJ UDI – EULJ Visualisation graphique des résultats 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 18 3. Modèles numériques ●How close do simulation beginners ‘really’ get? ►Harvard University ►3D dans Ecotect ►Calcul Ecotect ►Calcul Radiance 19 3. Modèles numériques (Source : Ibarra & Reinhart) Best practice 20 ● 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 : 21 Références Guide Bâtiment Durable et autres sources : ● Guide Bâtiment Durable: http://www.bruxellesenvironnement.be/guidebatimentdurable Fiches WEL03 et ENE01 22 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 ! 23 Contact Arnaud BERTRAND Ingénieur civil architecte - Directeur général MATRIciel Place de l’Université, 25 à Louvain-la-Neuve  : 010/24.15.70 E-mail : bertrand@matriciel.be uploads/Ingenierie_Lourd/ pres-20161017-ecl-j1-6outils-fr.pdf