Bien répartir l'éclairage naturel

2.2 Assurer une bonne uniformité d'éclairage naturel

Pour assurer une bonne uniformité d’éclairage naturel, l’implantation des lanterneaux d’éclairage zénithal doit respecter les conditions suivantes de surface maximale éclairée par un lanterneau en fonction de la hauteur sous plafond. Cela permet de déterminer le nombre de lanterneaux nécessaire et les calculs des pages suivantes donneront les surfaces lumière de chaque lanterneau.

Par exemple, un bâtiment de 1 000 m²et de 8 m de hauteur nécessite unminimum de 15 lanterneaux répartis régulièrement sur la toiture.

L'implantation optimale pour une bonne uniformité

Il est recommandé d’espacer les lanterneaux régulièrement pour obtenir une bonne uniformité d’éclairage naturel sur la surface de travail (généralement 8 m au-dessus du sol).

2.3 Définir les surfaces éclairantes nécessaires

Pour vous aider à dimensionner les installations d’éclairage zénithal dans vos bâtiments, le GIF Lumière a mis au point un logiciel en partenariat avec INGÉLUX Consultants, bureau d’études spécialisé dans le domaine de l’éclairage artificiel et naturel. Vous pouvez consulter et utiliser gratuitement ce logiciel sur le site du GIF Lumière : www.gif-lumiere.com

La méthode simplifiée de pré-dimensionnement GIF Lumière

Les approches de dimensionnement suivantes permettent d’obtenir :

• une autonomie annuelle d’éclairage naturel intérieur de 300 lux pendant 50 % du temps,

• un Facteur de Lumière du Jour objectif selon les zones géographiques,

• pour un éclairage général d’ambiance dans un local vide,

• avec des parois dont les facteurs de réflexion lumineuse sont de 60 % pour les plafonds, 50 % pour les murs et 20% pour les sols,

• avec un facteur d’empoussièrement correct.

Le calcul simplifié de la surface de lumière nécessaire

Après avoir défini le nombre de lanterneaux selon le bâtiment (§2.2 page précédente), la formule suivante vous permet de définir la surface totale lumière des lanterneaux nécessaire selon les travaux du syndicat européen Eurolux pour des hauteurs de locaux entre 4 et 10 m, équipés de lanterneaux d’éclairage zénithal de dimensions lumière1 minimum de 1,2 x 1,2 m et de hauteur de costière maxi de 500 mm.

Impact selon la zone géographique et les matériaux choisis

La surface géométrique de lumière varie selon la zone géographique et son Facteur de Lumière du Jour, mais également en fonction du facteur de transmission llumineuse des matériaux choisis.

Exemple d'application 

Partie moyenne de l'Europe (latitude > 45°/50°) : Strasbourg

FLJ : 2,8 %. TV : 52 %. % Surface Géométrique de Lumière : 12,4 %

Surface Géométrique de Lumière pour un loca de 1 000 m² et de 8 m de hauteur : 124 m²

Cette méthode simplifiée de calcul de la surface de lumière donne une approche conservative pour trouver une bonne solution d'éclairage naturel zénithal dans les bâtiments.

Si les résultats de calcul de lumière du jour avec d'autres méthodes détaillées ou par logiciel donnent des résultats qui diffèrent de + ou - 30 %, nous vous conseillons de vérifier vos calculs.

2.4 Logiciel de calcul de lumière

Il existe aujourd’hui différents logiciels de simulation de lumière du jour qui sont utilisés par les architectes et par les bureaux d’études thermiques et d’éclairage. Ils font partie intégrante du processus de conception d’un bâtiment.

Ces outils ne donnent pas de solution mais permettent seulement de calculer une ou plusieurs configurations de bâtiment équipé de ses ouvertures de prise de jour. Une démarche intéressante est donc de commencer par un pré-dimensionnement à l’aide d’une méthode simplifiée, par exemple celle présentée dans ce guide. Elle permet de réduire le nombre de simulations à effectuer afin d’obtenir une configuration de bâtiment conforme aux objectifs.

Pour un résultat réaliste et éviter de trop grands écarts avec la réalité, certains paramètres doivent être renseignés très précisément :

• les facteurs de réflexion des parois,

• les propriétés des matériaux translucides / diffusants,

• bâtiment vide / bâtiment meublé : il est conseillé de faire une étude bâtiment vide.

De nombreux logiciels existent sur le marché, utilisant différents modèles ou méthodes de calculs (radiosité, lancé de rayons). En voici quelques-uns : Archiwizard, DIALux EVO 6, Dial + Radiance, IESve, Relux, Ecotect, Velux Daylight Visualizer.

Ces logiciels donnent des indicateurs différents comme résultat d’une simulation : des rendus réalistes pour un angle de vue donné, des niveaux d’éclairement sur une série de points d’un plan donné ou une surface. Pour un résultat exploitable, la donnée la plus importante est le FLJ moyen sur une surface de référence. Il est également intéressant d’étudier la répartition de la lumière dans l’espace afin de concevoir un éclairage le mieux réparti possible.

(Extrait du guide de l’éclairage naturel zénithal pour les bâtiments industriels, commerciaux et tertiaires /
Réalisation par le GIF Lumière en partenariat avec l'Ademe et le Syndicat de l'Éclairage /
Achevé d'imprimer 04/2018 / Extrait 4 / Pages 23 à 27)

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