Date : création le 05/03/2013

Didier D. et Olivier

Table des matières

AVANT-PROPOS
INTRODUCTION

  1. Domaine d’application
  2. Références normatives
  3. Termes et définitions
  4. Calcul de l’énergie utilisée pour l’éclairage
  5. Mesures
  6. Calcul de l’énergie d’éclairage dans les bâtiments
  7. Référentiel des exigences d’éclairage
  8. Conception et pratique en matière d’éclairage

ANNEXE A (informative) : mesures du circuit d’éclairage
ANNEXE B (informative) : méthode de mesurage de la puissance totale des luminaires et de la puissance auxiliaire associée
ANNEXE C (informative) : détermination du facteur de dépendance de la lumière du jour
ANNEXE D (informative) : détermination du facteur de dépendance de l’occupation
ANNEXE E (informative) : détermination du facteur d’éclairement constant
ANNEXE F (informative) : valeurs de référence et critères de conception de l’éclairage
ANNEXE G (informative) : valeurs par défaut
ANNEXE H (informative) : autres considérations
ANNEXE I (informative) : liste des symboles

Introduction

Dans le respect de la norme NBN EN 12464-1, l’objectif de la norme 15193 est d’établir des conventions et de donner un mode opératoire pour estimer les exigences énergétiques vis-à-vis de l’éclairage des bâtiments et de déterminer un indicateur numérique de la performance énergétique des bâtiments.

Énergie totale utilisée pour l’éclairage pendant une période donnée (méthode détaillée)

Calcul de l’énergie totale

Pour une pièce ou une zone déterminée, le calcul de l’énergie totale utilisée pour l’éclairage s’effectue de la manière suivante :

Wt = WL,t + WP,t [kWh]

WL,t = Σ{(Pn x Fc) x [(tD x Fo x FD) + (tN x Fo)]} / 1 000 [kWh]

WP,t = Σ{{(Ppc x [ty – (tD + tN)]} + (Pem x tem)} / 1 000 [kWh]

Où :

  • Wt = l’énergie totale estimée requise pendant une période donnée ;
  • WL,t  = l’énergie nécessaire pour les besoins d’éclairage ;
  • WP,t = l’énergie nécessaire pour les auxiliaires (énergie de régulation, de charge des luminaires de secours, …).

Et :

  • Pn = la puissance des luminaires repris dans la pièce ou la zone considérée [W];
  • Fc = le facteur d’éclairement constant lorsqu’une régulation de l’éclairement constant gère la puissance totale installée ;
  • tD = le temps d’utilisation en période jour [h] ;
  • Fo = le facteur de dépendance de l’occupation ;
  • FD = le facteur de dépendance de la lumière du jour disponible en interne ;
  • tN  = le temps d’utilisation en l’absence de lumière du jour  [h];
  • Ppc = la puissance totale des auxiliaires des systèmes de régulation dans les luminaires lorsque les lampes ne fonctionnent pas [W] ;
  • ty = durée d’une année standard  [h];
  • Pem = la puissance totale de charge des luminaires de secours [W] ;
  • tem = temps de charge de l’éclairage de secours.

Facteur de dépendance de la lumière du jour FD,ng

Pour une pièce ou une zone définie, le facteur de dépendance de la lumière du jour est donné par la relation suivante :

FD,n = 1 – (FD,S,n x FD,C,n)

FD,mois = 1 – (FDS x FDC x CDS)

Où :

  • FD,S,n = facteur d’accès à la lumière du jour ;
  • FD,C,n = facteur de  régulation en fonction de la lumière du jour ;
  • CDS = facteur de distribution mensuelle

Lorsqu’une zone est aveugle, le facteur de dépendance de la lumière du jour est de 1.
La méthodologie pour déterminer le facteur FD,n comprend 5 étapes :

  1. La segmentation du bâtiment à étudier en zone avec et sans accès à la lumière du jour ⇒ géométrie de la zone de calcul ;
  2. La détermination de l’influence des paramètres de la zone tant interne qu’externe (géométrie, modulation de façade, ombre reportée, …) ⇒ facteur de lumière du jour FLJ  ;
  3. La prévision du potentiel d’économie d’énergie en fonction du climat local, du niveau d’éclairement à maintenir, … ⇒ facteur d’accès à la lumière du jour FD,S,n ;
  4. La détermination de l’exploitation de la lumière du jour en fonction du type de régulation envisagé ⇒ facteur de  régulation en fonction de la lumière du jour FD,C,n ;
  5. La conversion de la valeur annuelle FD,n en valeurs mensuelles.

Facteur de dépendance de l’occupation Fo

Ce facteur est surtout lié :

  • au type de système d’allumage/extinction ;
  • à l’utilisation de la zone considérée (salle de réunion, couloir, bureau fermé ou paysager, …) ;
  • à la surface couverte par un système d’allumage/extinction ;
  •     …

Facteur d’éclairement constant FC

Dans toutes les installations d’éclairage, le niveau d’éclairement après un certain temps diminue par rapport celui obtenu lors de la mise en service. Il est donc impératif de tenir du facteur de maintenance. C’est ce dernier qui conditionne le facteur d’éclairement constant FC.

Énergie annuelle utilisée pour l’éclairage (méthode rapide)

L’énergie totale annuelle consommée à l’échelle du bâtiment :

W = WL + WP [kWh/an]

Où :

  • WL  = l’énergie annuelle nécessaire pour les besoins d’éclairage ;
  • WP = l’énergie annuelle nécessaire pour les auxiliaires (énergie de régulation, de charge des luminaires de secours, …).

Indicateur numérique de l’énergie d’éclairage (LENI)

C’est en fait la consommation spécifique de l’éclairage ramenée au m².

LENI = W / A [kWh/(m² x an)]

Où A est la surface plancher du bâtiment [m²].

Ou encore :

LENI = {Fc × PN/1 000 ×[(tD × FD × FO) +(tN × FO)]} + 1 + {5/ty × [ty – (tD+ tN)]} [kWh/(m² • an)]

Valeurs de consommation spécifique LENI courantes

Des valeurs de référence et critères de conception de l’éclairage sont repris dans le tableau suivant permettant d’appréhender des ordres de grandeur par défaut nécessaire au calcul des consommations spécifiques des luminaires.

Valeur LENI de référence

ECL sans système de régulation à éclairement constant ECL avec système de régulation à éclairement constant
PN tD tN Fc Fo FD LENI LENI LENI LENI
Classe de qualité Puissance auxiliaire de secours Pem [kWh/(m².an)] Puissance auxiliaire de secours Ppc [kWh/(m².an)] W/m² h h ECL sans rec ECL avec rec Man Auto Man Auto Valeur limite [kWh/(m².an)]
Bureau * 1 5 15 2 250 250 1 0,9 1 0,9 1 0,9 42,1 35,3 38,3 32,2
** 1 5 20 2 250 250 1 0,9 1 0,9 1 0,9 54,6 45,5 49,6 41,4
*** 1 5 25 2 250 250 1 0,9 1 0,9 1 0,9 67,1 55,8 60,8 50,6
Établissement d’enseignement * 1 5 15 1 800 200 1 0,9 1 0,9 1 0,8 34,9 27 31,9 24,8
** 1 5 20 1 800 200 1 0,9 1 0,9 1 0,8 44,9 34,4 40,9 31,4
*** 1 5 25 1 800 200 1 0,9 1 0,9 1 0,8 54,9 41,8 49,9 38,1
Établissement sanitaire * 1 5 15 3 000 200 1 0,9 0,9 0,8 1 0,8 70,6 55,9 63,9 50,7
** 1 5 25 3 000 200 1 0,9 0,9 0,8 1 0,8 115,6 91,1 104,4 82,3
*** 1 5 35 3 000 200 1 0,9 0,9 0,8 1 0,8 160,6 126,3 144,9 114
Hôtellerie * 1 5 10 3 000 200 1 0,9 0,7 0,7 1 1 38,1 38,1 34,6 34,6
** 5 20 3 3 000 1 0,9 0,7 0,7 1 1 72,1 72,1 65,1 65,1
*** 1 5 30 3 000 200 1 0,9 0,7 0,7 1 1 108,1 108,1 97,6 97,6
Restauration * 1 5 10 1 250 125 1 0,9 1 1 1 29,6 27,1
** 1 5 25 1 250 125 0,9 1 1 1 67,1 60,8
*** 1 5 35 1 250 125 1 0,9 1 1 1 92,1 83,3
Salle de sport * 1 5 10 2 000 200 1 0,9 1 1 1 0,9 43,7 41,7 39,7 37,9
** 1 5 20 2 000 200 1 0,9 1 1 1 0,9 83,7 79,7 75,7 72,1
*** 1 5 30 2 000 200 1 0,9 1 1 1 0,9 123,7 117,7 111,7 106,3
Commerce de détail * 1 5 15 3000 200 1 0,9 1 1 1 78,1 70,6
** 1 5 25 3000 200 1 0,9 1 1 1 128,1 115,6
*** 1 5 35 3000 200 1 0,9 1 1 1 178,1 160,6
Usine * 1 5 10 2500 150 1 0,9 1 1 1 0,9 43,7 41,2 39,7 37,5
** 1 5 20 2500 150 1 0,9 1 1 1 0,9 83,7 78,7 75,7 71,2
*** 1 5 30 2500 150 1 0,9 1 1 1 0,9 123,7 116,2 111,7 105.0

Il va de soi que la conception, l’installation, ou encore la rénovation d’un système d’éclairage doit se conformer aux normes EN 12464-.

  • * conformité de base aux exigences ;
  • ** bonne conformité aux exigences ;
  • *** totale conformité aux exigences.

Les critères de conception et de rénovation de l’éclairage sont mentionnés dans le tableau ci-dessous.

Où :

  • PN = la puissance surfacique installée de l’éclairage du bâtiment [W/m²] ;
  • rec = le système de régulation à éclairement constant ;
  • Manu = un système d’éclairage à régulation manuelle ;
  • Auto = un système d’Éclairage à régulation automatique.

Classes de qualité

  Classe de critères de conception et rénovation des éclairages
  * ** ***

Éclairement à maintenir sur les plans de travail horizontaux (Em horizontal)

Contrôle approprié de l’éblouissement (UGR)

Évitement des effets de scintillation et des effets stroboscopiques

Contrôle approprié de l’éblouissement par réflexion

 

Amélioration du rendu des couleurs

 

Évitement des ombres accentuées ou d’une lumière trop diffuse

 

Répartition appropriée de l’éclairement dans la pièce (Evertical)

 

Prise en compte particulière de la communication dans l’éclairage des visages (Ecylindrique)

   

Prise en compte particulière des questions relatives à la santé (°)

   
  • ◙ doit être conforme aux valeurs prescrites de la norme NBN EN 12464-1 
  • (°) concernant la santé, un éclairement beaucoup plus élevé et donc une valeur de la puissance surfacique (W/m²) plus élevée.