par De Luminae

Sans unité.

Le mode de calcul est similaire à celui d’un calcul de Facteur de Lumière du Jour à l’intérieur. Il s’agit de réaliser une simulation des éclairements dans un grand nombre de points positionnés sur les surfaces étudiées sous un ciel couvert Moon & Spencer qui produit un éclairement défini sur un plan horizontal en site dégagé au même moment. Les éclairements sur les surfaces extérieures sont produits par le rayonnement du ciel couvert et par le rayonnement réfléchi par l’environnement.

- Modèle 3D de l’enveloppe du projet architectural ou du projet micro-urbain,
- Caractéristiques optiques des matériaux de l’enveloppe du bâtiment en projet (si pertinent),
- Caractéristiques optiques des matériaux de l’environnement micro-urbain.

L’échelle max est de 0 à 100%. Par exemple, FLJ est 100% sur la surface horizontale de la toiture (si elle n’est pas obstruée). De très petites valeurs se trouvent dans les recoins peu accessibles à la lumière du jour. Une façade verticale sans saillies, dans cette échelle, aura FLJ=50%. Ainsi dans les images ci-dessous, les façades verticales non obstruées ont un FLJ de 50%, soit une couleur orange (44% à 50%). La couleur rouge correspond à un Facteur de Lumière du Jour de 51% à 100%, par exemple les toitures non obstruées sur les images qui reçoivent tout le rayonnement de la voûte céleste.

Une autre référence peut apporter de l’information sur les rapports entre le bâtiment étudié et le site : Comparer FLJ sur les façades du projet sans site et avec site environnant dans le même esprit que d’autres indicateurs (SunExposition par exemple).

Chaque point a une valeur : le Facteur de Lumière du Jour dans ce point. Ces points peuvent être représentés sous forme de "zones" des différents niveaux de FLJ. Comme cet indicateur agit au niveau urbain, le nombre de points est grand, la présentation est donc donnée en images en fausses couleurs permettant de visualiser l’ensemble du site en une fois.

FLJ sur les façades avec 4 types d’arbres, feuilles caduques et persistantes sur le site - situation en été
FLJ sur les façades avec 2 types d’arbres, feuilles persistantes sur le site - situation en hiver

FLJ sur les façades, site Osny TH1 Villien, calculs De Luminae

Il s’agit du seul indicateur urbain qui évalue la situation en ciel couvert. Pourtant, le ciel couvert est une situation fréquente (environ 50% du temps à Paris par exemple).

Il s'agit d'un indicateur qui peut être utilisé dans des phases amont de la conception d'un projet architectural ou urbain, ainsi que dans les phases très développées du projet. Cet indicateur est conçu comme une suite au Facteur de Vue du Ciel, en ce qu’il utilise les caractéristiques optiques des matériaux. Il apporte une information quantitative sur les éclairements par rapport au Facteur de Vue du Ciel qui apporte une information plus « géométrique ».

Cela permettra de montrer la grande variabilité des éclairements en espaces extérieurs, les situations difficiles (zones sombres), etc. car ce calcul, couplé à une base de données climatiques (donc dynamisé) reflètera la multiplicité des conditions réelles, donc les zones sombres ou très sombres, mais aussi les zones plutôt claires et très claires sur les façades ou sur les façades et au sol.

Cela permet de visualiser la situation (les éclairements) sur les façades Nord (en l’absence d’ensoleillement), mais aussi l’impact des décrochages dans les alignements, etc.

Besoin

Il n’y a aucun besoin exprimé pour SkyExposition (FLJ sur les façades) de la part des concepteurs, maîtres d’ouvrage, etc.

De Luminae a conçu cet indicateur car nous considérons qu’il existe un besoin d’attirer l’attention des architectes sur l’existence du ciel couvert alors qu’ils ne sont généralement concentrés que sur l’ensoleillement.

En ciel couvert, il existe très peu d'informations disponibles pour les concepteurs. Cet indicateur permet de les sensibiliser à l’importance du ciel couvert et à permettre d’acquérir plus d’expérience sur les relations entre FLJ sur les surfaces vitrées/enveloppe et FLJ à l’intérieur. Cela permet d’aider à travailler l’orientation du bâtiment, la taille des ouvertures et leur positionnement alors qu’il n’y a que l’enveloppe esquissée et pas de soleil à l’extérieur (situation fréquente mais sous-estimée).

Il permet de porter l’intérêt sur les façades Nord, qui, si elles ne reçoivent pas l’ensoleillement direct, devraient a minima être dans une bonne situation concernant la lumière diffuse du ciel.

Egalement, lorsque l’attention est portée sur le sol, en ciel couvert peu lumineux, cet indicateur pourrait indiquer les zones d’insécurité éventuelles.

Il complète SunExposition comme indicateur urbain en ciel couvert. Lorsqu’il est temporalisé, il apporte des informations sur les fréquences d’occurrence des éclairements sur les surfaces extérieures.

Il est un des rares indicateurs à donner de l’information quantitative en ciel couvert dans un site urbain.

Disponibilité / rapidité

Cet indicateur nécessite que les espaces extérieures soient modélisés même de manière simplifiée et nécessite de connaître une approximation des caractéristiques optiques des matériaux de type très clair, clair, sombre, très vitrée, peu vitrée, etc.

Dans ce niveau ce définition il peut être utilisé en phase amont car il est rapide à calculer.

Lorsque les matériaux sont définis avec plus de précision et que le résultat recherché doit être plus précis, les temps de calcul sont allongés mais restent toutefois de quelques dizaines de minutes pour un site entier.

Le Facteur de Lumière du Jour dans les espaces intérieurs est un indicateur bien connu est défini et validé depuis longtemps. Son utilisation dans les espaces extérieurs est rare, mais nous considérons qu’elle est très utile. La technique utilisée est la même que pour les espaces intérieurs, il n’est donc pas utile de la valider.

Pour l’implémentation informatique : Nous avons conçu des logiciels de calcul de FLJ sur la base de la plate-forme de calcul Radiance. Pour notre pratique, nous avons validé la qualité de nos résultats (congrès Radiance et autres congrès internationaux, comparaisons avec d’autres logiciels et comparaison avec des mesures sur des bâtiments construits). Suite à cela, nous les utilisons depuis longtemps dans divers projets professionnels (Immeuble de France Télévisions, divers hôpitaux, Immeubles de bureaux de grande taille, écoles, piscines, etc.). D’autre part, dans le cadre de ce projet, nous avons introduit ces techniques pour cet indicateur extérieur. Egalement, nous avons pu comparer nos résultats de simulation avec l’outil avec des mesures réalisées indépendamment de nous. Celles-ci ont montré que nos résultats de simulation correspondent parfaitement (cf. Hexadôme).

Suite à la validation de la logique de l’indicateur et de sa fiabilité, cet indicateur est validé.