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Eclairage

Performance énergétique des bâtiments non-résidentiels (PEN). Eclairage. Centre Scientifique et Technique de la Construction Arnaud Deneyer Peter D’Herdt. Avec le soutien de la Région wallonne et du Fonds social européen. CONTENU. 0. Introduction 1. Champ d’application

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Presentation Transcript

  1. Performance énergétique des bâtiments non-résidentiels (PEN) Eclairage Centre Scientifique et Technique de la Construction Arnaud Deneyer Peter D’Herdt Avec le soutien de la Région wallonne et du Fonds social européen

  2. CONTENU 0. Introduction 1. Champ d’application 2. Principe général 3. Méthode de calcul 4. Logiciel 5. Résumé

  3. CONTENU 0. Introduction 1. Champ d’application 2. Principe général 3. Méthode de calcul 4. Logiciel 5. Résumé

  4. 0. Introduction |Eclairage • Consommation des installations d’éclairage • De l’ordre de 1,8 % de la consommation d’énergie dans le secteur résidentiel est consacrée à l’éclairage

  5. 0. Introduction |Eclairage • Consommation des installations d’éclairage • De l’ordre de 38 % de la consommation d’énergie primaire dans le secteur non résidentiel est consacrée à l’éclairage Source : Etude Kantoor 2000 , CSTC

  6. CONTENU 0. Introduction 1. Champ d’application 2. Principe général 3. Méthode de calcul 4. Logiciel 5. Résumé

  7. 1. Champ d’application |Eclairage • Méthode PEB • Applicable : • aux bâtiments neufs (ou assimilés) • Prise en compte dans le niveau Ew • Résidentiel • Pas de prise en compte de l’éclairage dans le calcul du niveau Ew • Non Résidentiel • Prise en compte de l’éclairage dans le calcul du niveau Ew

  8. 1. Champ d’application • Type de bâtiment : • Les bâtiments de bureaux et de services • Les écoles

  9. 1. Champ d’application |Types • Prise en compte de l’éclairage à l’intérieur du volume PEN • Luminaires fixes • Mais pas… • Eclairage d’évacuation • Eclairage de secours • Eclairage des cabines et cages d’ascenseur • Et pas… • Eclairage indépendant (portable)

  10. 1. Champ d’application |Types • Non prise en compte de l’éclairage à l’extérieur du volume PEN • Exemples: • Eclairage extérieur (ex : éclairage architectural) • Eclairage intérieur hors des volumes protégés (ex : parking) • Eclairage dans les autres parties résidentielle du bâtiment (ex : Bâtiments mixtes Bureaux - Logements) • Eclairage des autres espaces intérieurs du bâtiment mais pour lesquels il ne faut pas de calcul PEB (ex : bâtiments mixtes : Bureaux - Commerces)

  11. CONTENU 0. Introduction 1. Champ d’application 2. Principe général 3. Méthode de calcul 4. Logiciel 5. Résumé

  12. 2. Principe général |Méthodologie • Numérateur / Dénominateur Consommation caractérisique Annuelle d’énergie primaire Ew = 100 x Valeur pour la consommation d’énergie primaire annuelle de référence Ssans éclairageEp,m + Ep,light Ew = 100 x Echarannprimencons

  13. 2. Principe général |Méthodologie • Numérateur / Dénominateur Ssans éclairageEp,m + Ep,light Ew = 100 x Echarannprimencons Ep,light = fp x 3.6 x Wlight Echarannprimencons=

  14. 3. Méthode de calcul |Flowchart Méthode Forfaitaire Type d’éclairage Puissance installée “Mobile” “Fixe” Division par espace Zone dite “éclairée naturellement” Zone dite “éclairée artificiellement” Par secteur énergétique Pour chaque espace Puissance Système de commande Système de modulation Variable auxillaire L Programme de calcul Plight fmod fswitch Méthode simplifiée Eclairement Direction du luminaire plafond + “vertical” Réglable “non vertical” Non réglable Consommation énergétique Niveau d’éclairement

  15. CONTENU 0. Introduction 1. Champ d’application 2. Principe général 3. Méthode de calcul 4. Logiciel 5. Résumé

  16. CONTENU 3. Méthode de calcul • Méthode de calcul forfaitaire • Méthode de calcul sur base de la puissance installée • Puissance • Système de commutation • Système de modulation • Calcul des surfaces • Variable auxiliaire

  17. 3. Calcul |Méthode forfaitaire Méthode Forfaitaire Type d’éclairage Puissance installée “Mobile” “Fixe” Division par espace Zone dite “éclairée naturellement” Zone dite “éclairée artificiellement” Par secteur énergétique Pour chaque espace Puissance Système de commande Système de modulation Variable auxillaire L Programme de calcul Plight fmod fswitch Méthode simplifiée Eclairement Direction du luminaire plafond + “vertical” Réglable “non vertical” Non réglable Consommation énergétique Niveau d’éclairement

  18. 3. Calcul |Méthode forfaitaire • Méthode forfaitaire • Pour tout le secteur énergétique • Fixe les valeurs • Plight = 20 W/m2 • L = 500 • Plage horaire fixée • 2.200 heures d’utilisation en journée • 150 heures d’utilisation en soirée • Calcul pénalisant

  19. CONTENU 3. Méthode de calcul • Méthode de calcul forfaitaire • Méthode de calcul sur base de la puissance installée • Puissance • Système de commutation • Système de modulation • Calcul des surfaces • Variable auxiliaire

  20. 3. Calcul |Puissance installée Méthode Forfaitaire Type d’éclairage Puissance installée “Mobile” “Fixe” Division par espace Zone dite “éclairée naturellement” Zone dite “éclairée artificiellement” Par secteur énergétique Pour chaque espace Puissance Système de commande Système de modulation Variable auxillaire L Programme de calcul Plight fmod fswitch Méthode simplifiée Eclairement Direction du luminaire plafond + “vertical” Réglable “non vertical” Non réglable Consommation énergétique Niveau d’éclairement

  21. 3. Calcul |Puissance installée • Méthode sur base de la puissance installée • Calcul de Wlight et L pour chaque espace • Prend en compte la performance des luminaires et de leur gestion • En principe plus favorable • Plage horaire fixée • 2.200 heures d’utilisation en journée • 150 heures d’utilisation en soirée

  22. 3. Calcul |Puissance installée • Fonction du type d’éclairage • Pour les espaces dépourvus d’éclairage fixe (au sens de la méthode PEB) • Valeurs par défaut • Plight, rm r = 20 W/m2 • Lrm r = 500 • Calcul pénalisant • Pour les espaces munis d’éclairage fixe (au sens de la méthode PEB) • Prise en compte des caractéristiques de l’installation

  23. 3. Calcul |Puissance installée Méthode Forfaitaire Type d’éclairage Puissance installée “Mobile” “Fixe” Division par espace Zone dite “éclairée naturellement” Zone dite “éclairée artificiellement” Par secteur énergétique Pour chaque espace Puissance Système de commande Système de modulation Variable auxillaire L Programme de calcul Plight fmod fswitch Méthode simplifiée Eclairement Direction du luminaire plafond + “vertical” Réglable “non vertical” Non réglable Consommation énergétique Niveau d’éclairement

  24. 3. Calcul |Puissance installée • En fonction des caractéristiques de l’installation • Calcul de la consommation d’énergie : Wlight Numérateur du niveau E • Concerne tous les luminaires fixes • Prend en compte le système de gestion • Prend en compte l’apport de lumière naturelle • Calcul d’une variable auxiliaire : L Dénominateur du niveau E = Approche très brutale de l’éclairement • Au plus l’éclairement nécessaire/réalisé est élevé, au plus une consommation importante sera autorisée • Concerne certains luminaires

  25. 3. Calcul |Puissance installée Méthode Forfaitaire Type d’éclairage Puissance installée “Mobile” “Fixe” Division par espace Zone dite “éclairée naturellement” Zone dite “éclairée artificiellement” Par secteur énergétique Pour chaque espace Puissance Système de commande Système de modulation Variable auxillaire L Programme de calcul Plight fmod fswitch Méthode simplifiée Direction du luminaire Eclairement plafond + “vertical” Réglable “non vertical” Non réglable Consommation énergétique Niveau d’éclairement

  26. 3. Calcul |Puissance installée • Calcul de la consommation d’éclairage : Wlight • Puissance : Plight Watts • La puissance nominale de toutes les lampes y compris les éventuels auxilliaires (ballasts, transformateurs, …), les détecteurs, variateurs et/ou interrupteurs du luminaire • Eclairement réglable • Signifie que le niveau d’éclairement peut être réglé • par réglage du luminaire (réglage du flux lumineux par un technicien) • par réglage manuel du flux lumineux (par l’utilisateur, ex. via un variateur)

  27. CONTENU 3. Méthode de calcul • Méthode de calcul forfaitaire • Méthode de calcul sur base de la puissance installée • Puissance • Système de commutation • Système de modulation • Calcul des surfaces • Variable auxiliaire

  28. 3. Calcul |Système de commande Méthode Forfaitaire Type d’éclairage Puissance installée “Mobile” “Fixe” Division par espace Zone dite “éclairée naturellement” Zone dite “éclairée artificiellement” Par secteur énergétique Pour chaque espace Puissance Système de commande Système de modulation Variable auxillaire L Programme de calcul Plight fmod fswitch Méthode simplifiée Direction du luminaire Eclairement plafond + “vertical” Réglable “non vertical” Non réglable Consommation énergétique Niveau d’éclairement

  29. 3. Calcul |Système de commande • Facteur de réduction en fonction du système de commande : fswitch • Fonction du type de commande • Allumage • Extinction • Gradation • Fonction de la surface contrôlée par un capteur • Plus petite surface contrôlée au sein d’un espace • Variation continue (de 0,7 à 1,0)

  30. 3. Calcul |Système de commande

  31. 3. Calcul |Système de commande • fswitch – manuel 2 limites : As < 8 m2 – Gain maximum As > 30 m2 – Pas de gain 8 m2 30 m2

  32. CONTENU 3. Méthode de calcul • Méthode de calcul forfaitaire • Méthode de calcul sur base de la puissance installée • Puissance • Système de commutation • Système de modulation • Calcul des surfaces • Variable auxiliaire

  33. 3. Calcul |Système de modulation Méthode Forfaitaire Type d’éclairage Puissance installée “Mobile” “Fixe” Division par espace Zone dite “éclairée naturellement” Zone dite “éclairée artificiellement” Par secteur énergétique Pour chaque espace Puissance Système de commande Système de modulation Variable auxillaire L Programme de calcul Plight fmod fswitch Méthode simplifiée Direction du luminaire Eclairement plafond + “vertical” Réglable “non vertical” Non réglable Consommation énergétique Niveau d’éclairement

  34. 3. Calcul |Système de modulation • Facteur de réduction en fonction de la modulation : fmod • Si modulation (gradation) en fonction de la disponibilité de lumière naturelle (sinon fmod = 1,0) • Fonction de la surface contrôlée par un capteur • Plus petite surface contrôlée au sein d’un espace • Fonction de disponibilité de lumière naturelle • Définition de 2 zones • La zone dite éclairée naturellement  fmod daylight area • La zone dite éclairée artificiellement  fmod artificial area • Variation continue (de 0,6 à 1,0 ou de 0,8 à 1,0)

  35. 3. Calcul |Système de modulation F mod artif 2 limites : As < 8 m2 – Gain maximum As > 30 m2 – Pas de gain • fmod dayl et fmod artif F mod dayl 1.1 1 0.9 Valeur 0.8 0.7 0.6 0.5 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 2 A (m ) 2 2 8 m 30 m m S’il y a un capteur par luminaire assurant la réduction du flux lumineux en fonction de l’éclairage naturel, alors la surface contrôlée est généralement inférieure à 8 m².

  36. CONTENU 3. Méthode de calcul • Méthode de calcul forfaitaire • Méthode de calcul sur base de la puissance installée • Puissance • Système de commutation • Système de modulation • Calcul des surfaces • Variable auxiliaire

  37. 3. Calcul |Calcul des surfaces • Calcul de la zone dite « éclairée naturellement » • Armr, dayl area = S ldayl x ddayl • ldayl fonction de : • La largeur de la baie (+ 0,5 m de part et d’autre) • La géométrie du bâtiment (voir cas spécifiques) • ddayl fonction de : • La hauteur utile de la baie : h0 • Du coefficient de transmission du vitrage : v

  38. 3. Calcul |Calcul de ldayl 500 1300 500 Baie Partie dite éclairée naturellement située derrière la baie ldayl ldayl Partie de la zone dite éclairée naturellement Située derrière les parois opaques 500 2200 500 200

  39. 3. Calcul |Calcul de ldayl 500 1300 500 500 1300 700 1300 500 ldayl ldayl ldayl ldayl ldayl ldayl 500 2200 500 200 1300 500 500 2200 < 500

  40. 3. Calcul |Calcul de h0 h < 4,0 m Baie permettant l’apport de lumière naturelle h0 u0 h  0,8 m l0 h = 0,0 m

  41. 3. Calcul |Calcul de ddayl • Calcul de ddayl • Si h0 x v < 0,5 • ddayl = 0 • Si h0 x v ≥ 0,5 • ddayl = 0,5 + 3 (h0 x v) • Pas de superposition de surfaces autorisées • Prise en compte des baies inclinées vers l’intérieur

  42. 3. Calcul |Projection des baies ddayl ddayl Contribution de la projection dite « en profondeur » Contribution de la projection verticale

  43. CONTENU 3. Méthode de calcul • Méthode de calcul forfaitaire • Méthode de calcul sur base de la puissance installée • Puissance • Système de commutation • Système de modulation • Calcul des surfaces • Variable auxiliaire

  44. 3. Calcul |Variable Auxiliaire Méthode Forfaitaire Type d’éclairage Puissance installée “Mobile” “Fixe” Division par espace Zone dite “éclairée naturellement” Zone dite “éclairée artificiellement” Par secteur énergétique Pour chaque espace Puissance Système de commande Système de modulation Variable auxillaire L Programme de calcul Plight fmod fswitch Méthode simplifiée Direction du luminaire Eclairement plafond + “vertical” Réglable “non vertical” Non réglable Consommation énergétique Niveau d’éclairement

  45. 3. Calcul |Variable Auxiliaire • Variable Auxiliaire Lrmr • Approche très brutale du niveau d’éclairement • Intervient au niveau du dénominateur • Au plus l’éclairement nécessaire/réalisé est élevé, au plus une consommation importante sera autorisée Ssans éclairageEp,m + Ep,light Ew = 100 x Echarannprimencons Echarannprimencons=

  46. 3. Calcul |Variable Auxiliaire • Calcul de Lrmr • 2 options • Calcul du niveau d’éclairement à l’aide d’un (autre) programme de calcul • Par ex. Pour des systèmes (spéciaux) qui sont défavorisés/non pris en compte par la méthode simplifiée • Le programme de calcul doit être reconnu par les autorités • Calcul simplifié sur base du flux lumineux des lampes et des codes flux (caractéristiques du luminaire) • Uniquement pour les luminaires de type plafonnier qui sont ‘orientés vers le bas’

  47. 3. Calcul |Variable Auxiliaire Méthode Forfaitaire Type d’éclairage Puissance installée “Mobile” “Fixe” Division par espace Zone dite “éclairée naturellement” Zone dite “éclairée artificiellement” Par secteur énergétique Pour chaque espace Puissance Système de commande Système de modulation Variable auxillaire L Programme de calcul Plight fmod fswitch Méthode simplifiée Direction du luminaire Eclairement plafond + “vertical” Réglable “non vertical” Non réglable Consommation énergétique Niveau d’éclairement

  48. 3. Calcul |Variable Auxiliaire • Luminaires qui ne sont pas pris en compte pour le calcul simplifié de Lrm r • Luminaires intégrés sur/dans les murs et les sols NOTE: la consommation énergétique de ces luminaires doit bien être considérée

  49. 3. Calcul |Variable Auxiliaire • Luminaires qui ne sont pas pris en compte pour le calcul simplifié de Lrm r • Luminaires en plafonnier non “orientés vers le bas” Critère : 45° NOTE: la consommation énergétique de ces luminaires doit bien être considérée

  50. 3. Calcul |Variable Auxiliaire • Méthode simplifiée • Calcul de la variable auxiliaire L par espace r • En fonction des luminaires (flux et codes flux) • En fonction de l’espace (surface)

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