Eclairage : Normes - Durée de vie Etude de cas...NBN EN 12464-1 NBN EN 12464-2 = Normes orientées...

Eclairage : Normes - Durée de vie - Etude de cas - 20/09/2016 - Page 1

Arnaud Deneyer, Ir

Division Climat Intérieur, Equipements et Performance Energétique

CSTC - Centre Scientifique et Technique de la Construction

Eclairage : Normes - Durée de vie

Etude de cas

20 Septembre 2016


Les notes de cours ne font pas partie des

publications officielles du CSTC et ne peuvent

donc être utilisées comme référence

La reproduction ou la traduction, même

partielle, de ces notes n’est permise qu’avec

l’autorisation du CSTC


Postulat

Norme = formules compliquées

Norme = calculs scientifiquesPas aujourd’hui


Normes en éclairage

Quelles références ?


Eclairage

Normes orientées :

Application

▪ Comment garantir un bon éclairement ?

Produit

▪ Ex : Comment s’assurer de l’isolation

électrique du luminaire ?

NBN EN 12464-1

NBN EN 12464-2= Normes orientées APPLICATION


Normalisation

Acteurs

Domaine Monde Europe Belgique

ApplicationProduit (Photométrie)

ISO CEN NBNOpérateur IBE-BIV

Produit (aspects électriques et sécurité)

CEI CENELECNBN

Opérateur CEB-BEC

ApplicationProduit (Photométrie)

Aspects théoriques de la lumièreCIE - IBE-BIV

NBN EN 12464-1


Informations et recommandations sur le confort visuel et la qualité de l’éclairage

Aucune recommandation ni prescription relative aux luminaires

NBN EN 60598-1 ‘Luminaires – Partie 1 : Exigences générales et essais’

Indice IP, IK,…

NBN EN 12464-1


Par type de tâche, 4 valeurs de référence

923 NBN EN 12464-1 et NBN

NBN EN 12464-1


Eclairement = quantité de lumière en un point

NBN EN 12464-1


Uniformité de l’éclairement

NBN EN 12464-1


Uniformiteit


Uniformité ≈ 0,65


NBN EN 12464-1

Uniformité = Image de la manière dont lalumière est distribuée

Emin/Emoy Rapport de l’éclairement minimum à l’éclairement

moyen, est le reflet de l’homogénéité de l’éclairement.

Valeur exigée - fonction de la tâche visuelle à exécuter

▪ Entre 0,4 et 0,7

▪ Bureau : 0,6



NBN EN 12464-1


UGR

Taux d’éblouissement unifié

Unified Glare Rating (UGR)

Caractérise l’éblouissement d’une installation d’éclairage artificiel

Au plus l’UGR est élevé, au plus le risque d’éblouissement est élevé

▪ UGR < 16 risque d’éblouissement très faible

▪ UGR > 28 : éblouissement insupportable

NBN EN 12464-1



NBN EN 12464-1


Ra : Indice de rendu des couleurs

= capacité de la source lumineuse à rendre les

couleurs de la même manière que la lumière

naturelle

Chiffre entre 0 et 100

Valeur recommandée : min 80

▪ Sauf pour des applications particulières.

▪ Ex : salles de cours de dessin et d’art où il

sera fixé à 90

NBN EN 12464-1


Ra : 100 Ra : 80


Indice de rendu des couleurs

Sur les lampes halogènes

Toujours de bonnes valeurs

35W/840Tcp = 4000 K

Sur les lampes de type TL « tubes néons »

Généralement correct

A vérifier sur la lampe



Sur les lampes halogènes Toujours de bonnes valeurs

Sur les lampes de type TL « tubes néons » A vérifier sur la lampe

Sur les lampes de type LED A toujours vérifier !!!

35W/840Tcp = 4000 K



Mesurable - via mesure spectrale de la lumière


Application à un cas : Bureau

NBN EN 12464-1


Définition des zones à éclairer

3 zones

Remarque :

Importance de la définition des zones!

Arrière fond

Plan de travail

Plan de travail

Plan de travail

Arrière fond

Plan de travail

Arrière fond

Plan de travail

Plan de travail

Zone environnanteimmédiate

min 0,5m

tot 3,0m


Source : Philips

Zone environnante immédiate

Plan de travail

Source : ETAP


Source : ETAP


Application à un cas : Bureau

Eclairement à maintenirNBN EN 12464-1


Eclairement à maintenir : Em

Eclairement à maintenir :

Eclairement initial x MF (facteur de maintenance)

Facteur de maintenance - MF - CIE 97 : 2006


Facteur de maintenance

MF = × RSMF

RSMF : le facteur de maintenance des parois

du local

LLMF

LLMF : le facteur de maintenance du flux lumineux de la lampe

× LSF

LSF : le facteur de survie de la lampe

× LMF

LMF : le facteur de maintenance du luminaire


Valeurs par défaut

Pour les tubes TL

Rien pour les LEDs



Défini pour :

Lampes à incandescence

▪ 1000 heures

Lampes halogènes

▪ 2000 heures

Lampes à décharge

▪ 5000 à 20.000 heures

Led ?

▪ De 30.000 à 100.000 heures

▪ Nouveaux indicateurs !

▪ LxxByy à zz heures


Problèmes types – Durée de vie

Influence de la température

Max 145 cd/klm Max 90 cd/klm



Conservation du flux lumineux (Lx)

Taux de défaillance (By)

L80B10 – 50.000 h

L70B30 – 30.000 h

On ne sait pas toujours

comment les LED

évoluent dans le temps


Application concrète I

E < 500 lx en un point

La norme est-elle respectée ?


Application concrète I

Bureau :

Exigence de la norme : 500 lx

Em = 500 lx

Em = Ei x MF

Ei = Em / MF

Ei = 500 lx / 0,85 = 588 lx

Ei = 588 lx


Sur la tâche

Uniformité : définition

U = Emin/Em

En service

U = Emin/Ei

Exigence de la NBN EN 12464-1 : U > 0,60

Emin > 353 lx en tout point

Ei = 588 lx Valeur moyenne

+

Ei = 588 lx

U = Emin/Ei> 0,60

Emin > 0,60 x Ei

Emin > 0,60 x 588 lxEmin > 353 lx


Exemple

Zone environnante immédiate

Exigence de la norme : 300 lx

U > 0,5

Emin > 176 lx en tout point

Ei = 353 lx Valeur moyenne

+


Surfaces

Plan de travail

Surface environnante immédiate

Arrière fond

Défini en fonction du projet

Zone environnante immédiate Plan de travail

Arrière fond

Source : Philips


Valeurs cibles

TâcheSurface environnante

immédiateSurface

en arrière fond

Eclairement

(Em)

Uniformité

(Uo)

Eclairement

(Em)

Uniformité

(Uo)

Eclairement

(Em)

Uniformité

(Uo)

≥ 750 lx

Fonction de la tâche

500 lx

Uo ≥ 0,40

100 lx

Uo ≥ 0,10

500 lx 300 lx 100 lx

300 lx 200 lx 50 lx

200 lx Etâche 50 lx



≤ 50 lx Etâche Etâche /2


Est-ce assez pour assurer le confort visuel ?

Surface environnant immédiate


Valeurs cibles

Zone environnante immédiateEm = 300 lxU0 ≥ 0,40

Plan de travailEm = 500 lxU0 ≥ 0,60

Arrière fondEm = 100 lxU0 ≥ 0,10

Source : Philips


Eclairement cylindrique

Ēz : Eclairement cylindrique

Important pour la bonne communication visuelle et la

reconnaissance des objets/personnes

Ex: visages

P. Belhumeur – Columbia university


Eclairement cylindrique

Comment le mesurer ?

Valeur qui se calcule (Dialux,…)

Valeur recommandées :

Bureaux : 50 lx à 1,20 m de hauteur

Ecoles - salles de réunion : 150 lx à 1,20 m de hauteur et U0≥0,10


Eclairement des parois

Sur les murs : Eclairement moyen doit être de l’ordre de 50 lx

avec une U0 ≥ 0,10

Sur le plafond : Eclairement moyen doit être de l’ordre de 30 lx

avec une U0 ≥ 0,30

Bureaux, salles des cours et hôpitaux Murs : Em = 75 lx

Plafonds : Em = 50 lx

4523 NBN EN 12464-1 et NBN


Valeurs cibles

PlafondsEm = 50 lxU0 ≥ 0,30

MursEm = 75 lxU0 ≥ 0,10

Source : Philips



NBN EN 12464-1


483/

UGR

Eblouissement

UGR - Unified Glare Rating

Valeurs : NBN EN 12464-1


Eblouissement

UGR > 25

UGR > 25

UGR < 16

NBN EN 12464-1


Lighting refurbishment

Ancien bâtiment – Fin des années 60

Eclairage : Normes - Durée de vie - Etude de cas - 20/09/2016 - Page 515124/01/2011

Audit CSTC – Eclairage


Luminaires encastrés 60 x 60

Luminaires dépassés

Plafond modulaire de faible hauteur

Luminaires à tubes T5 Luminaires à tubes T8 Luminaires à tubes T8 Avec diffuseurLight Output Ratio ~ 60%

Efficacité énergétique : 47 lm/W

Situation existante


Lighting refurbishment - Encastrés 60 x 60

Echantillon de 6 produits récents à leds

Efficacité énergétique : modules leds (4/2014) : 120 à 150

lm/W

Efficacité énergétique : luminaires leds (4/2014) :

Valeur moyenne : 102 lm/W

Valeur min 80 lm/W

Valeur max 117 lm/W

Efficacité énergétique des luminaires ledsest souvent meilleure que celle des luminaires à tubes TL



Luminaires avec tubes TL : Profil longitudinal “Batwing”

Luminaires leds : Grandes variations de profils,

jusqu’au profil ‘idéalement’ diffus

Solutions led – Impact photométrique

Luminaires avec TL-5 Luminaires led



3 typologies en fonction de la conception optique

(Power)led + Réflecteur

Solutions led – Optique et distribution lumineuse

Ensemble de source de (très) haute luminance

Surface lumineusediffusante

Ensemble de source à luminance moyenne

(Power)led + lentille

Leds + diffuseur


Solutions led – Optique et distribution lumineuse

Faisceau lumineux Très fortement orienté

Faisceau lumineux fortement orienté

Faisceau lumineux plus diffus

45°

Angle de défilement 30°


Données produit

# Unit price (relative)

Power max

(W)

LightFlux

(lm)

MaxLight

intensity(cd)

UGR Table values

(-)

Energy Efficiency

(lm/W)

Lumendepreciation @

50.000 h

L1 -13% 35,0 2 800 1 408 24,8 80 L80

L2 +13% 35,4 3 600 1 757 21,4 102 > L87

L3 -25% 35,5 3 400 2 190 21,6 96 L70@ 30000h

L4 +25% 29,0 3 400 1 802 18,4 115 L80 / B50

L5 -10% 37,0 4 000 1 724 19,6 108 L75

L6 +38% 45,0 4 561 2 363 18,9 101 L75

Source : Données fabricants


Plusieurs scénarii

S1 : Eclairage général : 300 lx + Eclairage de

tâche additionnel

S2 : Eclairage de tâche : 500 lx

S3 : Eclairage général : 500 lx

→ Pas retenu


S1 L3S2 L2

S2 L6 S2 L5 S2 L4S2 L1

6 locaux


S1 L3


S2 L1


S2 L2


S2 L4


S2 L5


S2 L6


Résultats des calculs

# Power (W)

Luminous flux

(lm)

Power /500 lx

(W)

ETask area

(lx)

EWalls

(lx)

U Task area

(-)

UGR

Soft values

(-)

Energy Efficiency

(lm/W)

S1L1 70 5600 5,1 421 67 0,75 - 80

S2L2 71 7200 4,3 503 98 0,82 16 102

S2L3 71 6800 4,3 505 88 0,77 20 96

S2L4 60 6800 3,7 492 83 0,81 14 115

S2L5 74 8000 4,2 509 130 0,84 23 108

S2L6 88 7560 5,7 526 106 0,83 19 101


Spectre de la lumière

L3 L4 L1 L5 L6 L2


Température de couleur

L1 L2 L3 L4 L5 L6

Donnéesfabricants

3 000 K 3 000 K 3 000 K 3 000 K 4000 K 4 000 K

Mesures 3 094 K 3 083 K 3 077 K 3 013 K 4 005 K 4 067 K

Indice de rendudes couleurs

L1 L2 L3 L4 L5 L6

Données fabricants

> 80 > 80 > 80 > 80 > 80 > 80

Mesures 83 82 83 82 84 85


Température de couleur

L1 L2 L3 L4 L5 L6

Donnéesfabricants

3 000 K 3 000 K 3 000 K 3 000 K 4000 K 4 000 K

Mesures 3 094 K 3 083 K 3 077 K 3 013 K 4 005 K 4 067 K

Indice de rendudes couleurs

L1 L2 L3 L4 L5 L6

Données fabricants

> 80 > 80 > 80 > 80 > 80 > 80

Mesures 83 82 83 82 84 85

UGR L1 L2 L3 L4 L5 L6

Données fabricants

19,4 16,9 17,1 14,3 17,3 16,2

Mesures 23,4 27,1 22,8 25,5 17,4 14,7


Luminaire

Puissance - Catalogue Puissance - Mesure Différence


Garantie : 5 ans chez tous les fabricants (sérieux)

Attention ! 5 ans, ce n’est pas automatiquement43.800 heures de fonctionnement

(5 x 8.760 heures de fonctionnement)


Conclusions 1

Eclairement :

2 luminaires par local

La solution ‘scenario 1’ avec le luminaire sur pied

n’est pas possible (trop faible hauteur sous plafond)

Eblouissement :

Différences entre les tableaux UGR et les mesures

Situation à éviter : ‘cut off angles’ brutaux

Pas de vue directe sur les led

2 plaques (couches) pour les luminaires avec

diffuseurs

Case study CSTC


Puissance installée : Réduction d’un facteur 3 par rapport à la situation

existante

5 W/m2 est le target pour les bureaux (local)

6,5 W/m2 est le target pour les bureaux (global)

Efficacité lumineuse des produits > 100 lm/W

Température de couleur : → Pas de ‘mix de luminaires’ (Différentes marques et

différents types de led) dans un même espace

4.000 K → Meilleur IRC, Meilleure efficacité, Meilleur pour les éclairements élevés (cfr. Diagramme de Kruithof)

Case study CSTC

Conclusions 2


Dépréciation du flux lumineux et durée de vie : Garantie de 5 ans

Objectif : L80/B70

Approche proposée :▪ Dimming des luminaires et adaptation automatique

du flux lumineux en fonction de la dépréciation du flux lumineux

▪ →Avantages :▪ Durée de vie supérieure des luminaires (Jonction

des led / Modules led modules + composantsélectroniques)

▪ Consommation énergétique totale plus faible

Conclusions 3

Case study CSTC


Performances des produits sont variables

Informez-vous et comparez !

Importance de la distribution lumineuse pour le confort visuel

Bonne conception (éclairage direct/indirect)

Définition des surfaces de travail

Définition univoque des tâches visuelles et plans de travail

Attention à l’éblouissement

Testez les produits ! Les méthodes de caractérisation ne sont pas

toujours suffisantes pour assurer le confort visuel

Soyez attentifs à la qualité de la lumière

Température de couleur, leurweergave, kleurtemperatuur,…

Conclusions 4


Evolution rapide !

Exemple: Luminaire dalle 60x60cm à encastrer

2014

Efficacité énergétique

Performances de produits led

20142015

2015

Moyenne 104 lm/W

Maximum ~ 115 lm/W

Minimum ~ 80 lm/W

Moyenne 96 lm/W

Maximum ~ 126 lm/W

Minimum ~ 75 lm/W


Antenne Normes Eclairagewww.normes.be


www.ibe-biv.be

www.ibe-biv.be


www.cstc.beArticle NBN EN 12464-1


cstc.be/go/publications_eclairage


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en Région de Bruxelles-Capitale

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Mission :• Soutien technologique direct et multidisciplinaire• Diffusion d’information et formation collective• Prospection et stimulation à l'innovation• Aide à l’introduction de programmes de recherche et à la demande de subsides

Bénéficiaires :• Service gratuit pour l'ensemble des entreprises bruxelloises du secteur de la

construction

En collaboration avec laConfédération de la Construction Bruxelles-Capitale

Subsidiée par la Région de Bruxelles-Capitale via InnovIRIS


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Avec le support de l’Antenne Normes Eclairage subsidiée par le SPF Economie

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