FORMATION BATIMENT DURABLE : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE Journée 3.3 Systèmes – Notions théoriques Eclairage Piotr Wierusz-Kowalski & Corentin Voglaire PRINTEMPS 2014 [email protected] – www.mkengineering.be 2 OBJECTIF(S) DE LA PRESENTATION ● Identifier l’impact du système d’éclairage artificiel (et naturel) sur les critères de certification ● Comprendre les différents paramètres de l’éclairage ● Envisager différents système de production de la lumière et ses commandes possibles ● Pré-dimensionner les systèmes d’éclairage à l’aide d’outils logiciel et mesurer l’impact sur l’énergie primaire FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - printemps 2014 3 TABLE DES MATIERES RAPPEL DES CRITERES DE CONCEPTION LUMIERE ET CONFORT LUMIERE ARTIFICIELLE FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - printemps 2014 4 RAPPEL DES CRITERES DE CONCEPTION – CERTIFICATION ● Certification Passive (permis déposé après le 30/06/2009) Critères à respecter Besoin net en énergie de chauffage Besoin net en énergie de refroidissment Test d'étanchéité à l'air n50 Probabilité du risque de surchauffe Critère en énergue primaire - Ep Primes en RBC (régime ≥ 1/1/2012) - Bâtiment TERTIAIRE - Standard Passif ≤ 15kWh/m².an (1) ≤ 15kWh/m².an (1) ≤ 0,6 h-1 selon la méthode A de la NBN EN 13829 (5) 0,05ou 5% Simulation dynamique requise ≤ 90 - 2,5 x compacité (2) (4) Source : Plateforme maison passive N Puissance d’éclairage installée ≈ 10 W/m² • Proche de la puissance de chauffage • Génère d’importantes charges internes • Représente une part importante des consommations ● Ensemble des données et résultats présentés sont spécifiques au tertiaire ● La simulation dynamique est requise pour le tertiaire passif > 1000 m² FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - printemps 2014 5 RAPPEL DES CRITERES DE CONCEPTION – STRATEGIE Une bonne valorisation de l’éclairage naturel permet : ● D’augmenter le confort visuel des occupants ● De limiter le recours à l’éclairage artificiel N Afin de limiter les consommation électriques N Afin de limiter les charges internes, le risque de surchauffe et le recours une un système de refroidissement actif. FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - printemps 2014 6 REPARTITION DES BESOINS ET ENERGIES ● Projets Non-Résidentiels Besoins énergétiques nets 200 180 160 120 Electricité auxilaires 100 Eclairage Refroidissement 80 Chauffage 60 Energie primaire 40 200 20 180 0 PEB TBE 160 PASSIF 140 kWhp/m².an kWh/m².an 140 120 E 100 E 80 R C 60 40 20 0 PEB TBE FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - printemps 2014 PASSIF 7 RAPPEL DES CRITERES DE CONCEPTION – SYNTHESE ● Eclairage impact sur : N Besoins en refroidissement N Risque de surchauffe N Consommation en Energie primaire ● Valoriser l’éclairage énergétique) naturel (confort et consommation ● Eclairage artificiel représente 1/3 des consommations en EP (bâtiment passif) FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - printemps 2014 8 TABLE DES MATIERES RAPPEL DES CRITERES DE CONCEPTION LUMIERE ET CONFORT LUMIERE ARTIFICIELLE FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - printemps 2014 9 LUMIERE ET CONFORT – GRANDEURS PHOTOMETRIQUES ● Flux lumineux (lm) ● Eclairement (lux) FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - printemps 2014 10 LUMIERE ET CONFORT – CONFORT VISUEL ● Niveau d’éclairement N E moyen (lux) 500 lux ● Eblouissement N UGR • Compare une valeur d’éblouissement pour une position de l’observateur par rapport à une valeur limite • < 19 : travail de bureau • > 22 gênant 50 lux ● Répartition de la lumière N Uniformité Source : IBE Source : energie+ FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - printemps 2014 11 LUMIERE ET CONFORT – CONFORT VISUEL ● Rendu des couleurs N IRC, Ra ● Teinte de la lumière N Température de couleur (K) • Capacité d’une source à restituer les couleurs naturelles de l’environnement • 100% = entièreté restituée, correspond à la lumière naturelle. • Teinte chaude < 3000 K • Teinte froide > 3000 K Source : Energie + Ra = 100 Ra = 25 Source : Energie + FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - printemps 2014 12 LUMIERE ET CONFORT – ECLAIRAGE NATUREL ● Journée 4 : stratégie N Facteur de lumière du jour N Utilisation de la lumière naturelle N Transmission lumineuse des vitrages N Coefficient de réflexion des parois N Variation de l’éclairage naturel Exemples de coefficient de réflexion Peinture blanche 0,7 Béton neuf 0,5 Plancher bois 0,5 Tapis plein foncé 0,2 Coefficients de réflexion par défaut Plafond 0,7 Parois 0,5 Sol 0,3 100 Source : Pierre Blondel FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - printemps 2014 13 LUMIERE ET CONFORT – SYNTHESE ● Confort visuel : à prendre en compte dans l’étude ● Confort Thermique : éclairage performant ● Confort Esthétique « architectural » compromis avec FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - printemps 2014 l’éclairage 14 TABLE DES MATIERES RAPPEL DES CRITERES DE CONCEPTION LUMIERE ET CONFORT LUMIERE ARTIFICIELLE FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - printemps 2014 15 LUMIERE ARTIFICIELLE EXIGENCES DES NORMES APPAREILS D’ECLAIRAGE GESTION ET COMMANDE EXERCICE PRATIQUE : SELECTION ET DIMENSIONNEMENT ENERGIE PRIMAIRE FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - printemps 2014 16 LUMIERE ARTIFICIELLE – EXIGENCE DES NORMES ● Principales normes et réglementations N NBN EN 12464-1 : « Lumière et éclairage des lieux de travail intérieurs » N NBN C 71-100 : « Eclairage de sécurité – règles d’installation et consignes pour le contrôle et l’entretien » N RGPT N RGIE FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - printemps 2014 17 LUMIERE ARTIFICIELLE – EXIGENCE DES NORMES ● NBN EN 12464-1 N Zones et surfaces de référence Source : IBE FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - printemps 2014 18 LUMIERE ARTIFICIELLE – EXIGENCE DES NORMES ● NBN EN 12464-1 N Exemple d’exigence Tableau 5.3 : Eclairage des bureaux 3 Bureaux Ref. n°. Type d'intérieur, tâche ou activité Em UGRL R0 Remarques 3.1 Classement, transcription 300 19 80 3.2 Ecriture, dactylographie, lecture, traitement des données 500 19 80 Pour le travail sur écran, voir 4.11 3.3 Desinindustriel 750 16 80 3.4 Stations de travail de conception assistée par ordinateur 500 19 80 Pour le travail sur écran, voir 4.11 3.5 Salles de conférence et de réunion 500 19 Il est recommandé un contrôle de 80 l'éclairage 3.6 Réception 300 22 80 25 80 Source : IBE 3.7 Archives 200 FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - printemps 2014 19 LUMIERE ARTIFICIELLE – EXIGENCE DES NORMES ● NBN EN 12464-1 N Eclairement et uniformité de la tâche et de la zone environnante Tableau 1 : Rapport d'éclairements et uniformités entre les zones environnantes immédiates et la zone de travail Eclairement des zones environnantes Eclairement de la tâche immédiates (lx) (lx) > 750 500 500 300 300 200 ≤ 200 Etâche Uniformité : ≥ 0,7 Uniformité : ≥ 0,5 Source : IBE N Eblouissement d’inconfort (UGR) N Indice de rendu des couleurs FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - printemps 2014 20 LUMIERE ARTIFICIELLE – EXIGENCE DES NORMES ● NBN EN 12464-1 N Em, Emax, Emin, U U Source : Dialux FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - printemps 2014 21 LUMIERE ARTIFICIELLE EXIGENCES DES NORMES APPAREILS D’ECLAIRAGE GESTION ET COMMANDE EXERCICE PRATIQUE : SELECTION ET DIMENSIONNEMENT ENERGIE PRIMAIRE FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - printemps 2014 22 LUMIERE ARTIFICIELLE – APPAREILS D’ECLAIRAGE – Lampes I n t é r i e u r E x t é r i e u r Type de lampe Puissance (W) Efficacité lumineuse (lm/W) Incandescente 7…300 3…19 Halogène 5…500 12…28 Tube fluorescent 4…140 30…112 Fluo-compacte 5…120 30…82 LED <1… 18…100 Halogénures métalliques 20…2100 37…118 Sodium HP 35…1000 35…150 Mercure HP 50…1000 11…60 Induction 55…85 65…70 Sodium BP 18...185 100…200 Favoriser les lampes avec une efficacité > 80 lm/W FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - printemps 2014 23 LUMIERE ARTIFICIELLE – APPAREILS D’ECLAIRAGE – Lampes ● IRC ● T° de couleur ● Durée de vie ● Caractère dimmable Source : energie-environnement .ch FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - printemps 2014 24 LUMIERE ARTIFICIELLE – APPAREILS D’ECLAIRAGE – Ballast ● Auxiliaires N Ballast électromagnétique N Ballast électronique N Comparaison • Diminution du clignotement • Augmentation de la durée de vie • Diminution des pertes Source : Energie + FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - printemps 2014 25 LUMIERE ARTIFICIELLE – APPAREILS D’ECLAIRAGE – Luminaires ● Rendements N L.O.R. • Light output ratio • Rendement du luminaire Source : Philips lighting FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - printemps 2014 26 LUMIERE ARTIFICIELLE – APPAREILS D’ECLAIRAGE – Luminaires ● Eclairage direct / indirect Direct et indirect Aluminium brillant Direct Aluminium brillant Direct Aluminium mat Asymétrique Aluminium brillant Source : Philips lighting ● Optiques N Aluminium, ventelles pour les tubes TL N Eviter les surface opalines N Démontage et entretien facile Source : Philips lighting FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - printemps 2014 27 LUMIERE ARTIFICIELLE – APPAREILS D’ECLAIRAGE – Luminaires ● Labels N CE • Déclaration du fabricant • Aucun contrôle • Destiné aux instances officielles N ENEC • Attribué par un organisme neutre • Contrôle interne et externe • Destiné à l’utilisateur FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - printemps 2014 28 LUMIERE ARTIFICIELLE EXIGENCES DES NORMES APPAREILS D’ECLAIRAGE GESTION ET COMMANDE EXERCICE PRATIQUE : SELECTION ET DIMMENSIONNEMENT ENERGIE PRIMAIRE FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - printemps 2014 29 LUMIERE ARTIFICIELLE – GESTION ET COMMANDE ● Manuelle N Interrupteur, bouton poussoir Effet : ON - OFF ● Automatisé N Détecteur de présence Effet : ON s’il y a présence N Dimmer Effet : modulation de la puissance N Sonde de luminosité Effet : Module la puissance en fonction de l’éclairage naturel FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - printemps 2014 30 LUMIERE ARTIFICIELLE – GESTION ET COMMANDE ● Automatisé N Minuterie N Horloge crépusculaire Effet : coupure après un délai Effet : fonction horaire et conditions extérieures N Gestion centralisée Effet : communication avec divers systèmes et gestion complète FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - printemps 2014 31 LUMIERE ARTIFICIELLE – GESTION ET COMMANDE ● Combinaison de plusieurs commandes Luminaires haute efficacité Gestion horaire Détecteur de présence Sonde de luminosité FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - printemps 2014 32 LUMIERE ARTIFICIELLE EXIGENCES DES NORMES APPAREILS D’ECLAIRAGE GESTION ET COMMANDE EXERCICE PRATIQUE : SELECTION ET DIMENSIONNEMENT ENERGIE PRIMAIRE FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - printemps 2014 33 LUMIERE ARTIFICIELLE – EXERCICE PRATIQUE ● Présélection d’appareils sur base de Fiches Techniques Fabricant N différentes FT de matériels similaires à analyser suivant : • Type de lampe • Type de réflecteur N Sélection pour application d’un espace de bureau ● Exercice commenté de validation et de dimensionnement d’un système d’éclairage artificiel à l’aide de l’outil DIALUX (freeware). FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - printemps 2014 34 LUMIERE ARTIFICIELLE – EXERCICE PRATIQUE ● Définition des caractéristiques du local : N Dimensions de 5,4 x 5,4 x 3m N Hauteur du plan de travail 0,8m N Marge non prise en compte dans la mesure 0,5m N Indice de réflexion des parois • Plafond : 70% • Murs : 50% • Sol : 20% N Hauteur de pose du luminaire 2,8m N Facteur de maintenance 0,90 FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - printemps 2014 35 LUMIERE ARTIFICIELLE – EXERCICE PRATIQUE ● Situation 1 N Hypothèses • Sélection du luminaire pour 500 lux • Luminaire direct et indirect 49W • Commande par interrupteur N Résultats • Nécessité de 6 luminaires, soit • Besoins en électricité de • Besoins en énergie primaire éclairage de 10,91 W/m² 16 kWh/m².an 40 kWh/m².an FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - printemps 2014 36 LUMIERE ARTIFICIELLE – EXERCICE PRATIQUE ● Situation 2 N Hypothèses • Idem situation 1 mais luminaire direct 49W N Résultats • Nécessité de 4 luminaires, soit • Besoins en électricité de • Besoins en énergie primaire éclairage de ● Situation 3 N Hypothèses • Idem situation 2 mais 350 lux • Luminaire direct 35W N Résultats • Nécessité de 4 luminaires, soit • Besoins en électricité de • Besoins en énergie primaire éclairage de 7,54 W/m² 11 kWh/m².an 27 kWh/m².an 5,35 W/m² 7 kWh/m².an 18 kWh/m².an FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - printemps 2014 37 LUMIERE ARTIFICIELLE – EXERCICE PRATIQUE ● Situation 4 N Hypothèses • Idem situation 3 mais détecteur de présence N Résultats • Besoins en électricité de 6 kWh/m².an • Besoins en énergie primaire éclairage de 15 kWh/m².an ● Situation 5 N Hypothèses • Idem situation 4 avec sonde de luminosité N Résultats • Besoins en électricité de 4 kWh/m².an • Besoins en énergie primaire éclairage de 10 kWh/m².an ● Situation 6 N Hypothèses • Idem situation 5 avec double largeur de fenêtre N Résultats • Besoins en électricité de 3 kWh/m².an • Besoins en énergie primaire éclairage de 7 kWh/m².an FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - printemps 2014 38 LUMIERE ARTIFICIELLE EXIGENCES DES NORMES APPAREILS D’ECLAIRAGE GESTION ET COMMANDE EXERCICE PRATIQUE : SELECTION ET DIMENSIONNEMENT ENERGIE PRIMAIRE FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - printemps 2014 39 LUMIERE ARTIFICIELLE – ÉNERGIE PRIMAIRE Vecteur énergétique ● Tableau de conversion en énergie Electricité primaire : ● Comparaison d’une optimisation des performances Fp 2,50 Exemple d’un espace de bureaux Lampe Lumi- Commande naire Fenêtre Lum [m] [Lux] Puiss relative Energie finale Energie primaire [W/m²] [kWh/m²] [kWhp/m²] 6 x 49 W Indirect Interrupteur 2,7 470 10,91 16 40 4 x 49 W direct Interrupteur 2,7 440 7,54 11 27 4 x 35 W direct Interrupteur 2,7 380 5,35 7 18 4 x 35 W direct DP 2,7 380 5,35 6 15 4 x 35 W direct DP + sonde 2,7 380 5,35 4 10 4 x 35 W direct DP + sonde 5,4 380 5,35 3 7 FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - printemps 2014 40 CE QU’IL FAUT RETENIR DE L’EXPOSE ● Les Normes fixent les niveaux d’éclairement et de confort ● Lampes et luminaires à hautes efficacité à privilégier ● Différentes commandes possibles et combinables ● Diminuer la consommation en éclairage c’est aussi : N Minimiser les consommations électriques impact EP N Minimiser les dégagements thermiques • impact sur la surchauffe • impact sur les besoins de froid impact sur EP FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - printemps 2014 41 OUTILS ET REFERENCES ● Outils, sites internet, etc… intéressants : N Vademecum PMP N http://www.energieplus-lesite.be/ N Dialux (www.dial.de) N NBN EN 12464-1 ● Références Guide Pratique pour la construction durable et autres sources : N Guide pratique pour la construction et la rénovation durables de petits bâtiments : • http://app.bruxellesenvironnement.be/guide_batiment_durable Fiche : ENE01, ENE10 FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - printemps 2014 42 CONTACT Corentin Voglaire – Piotr Wierusz-Kowalski Ingénieur Responsable de Projets Coordonnées : : 02/340.65.00 : [email protected] FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - printemps 2014 43 ? FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - printemps 2014 44 MERCI POUR VOTRE ATTENTION FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - printemps 2014
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