RT 2012 et Eclairage Enjeux et Objectifs Lumière naturelle Eclairage éco-efficace Guide AFE-Bâtir un projet durable B Duval A F E

Transcription

1 RT 2012 et Eclairage Enjeux et Objectifs Lumière naturelle Eclairage éco-efficace Guide AFE-Bâtir un projet durable B Duval A F E ANCENIS Centre Régional A F E Ouest-Atlantique

2 ENJEUX DE LA RT 2012

3 LE POIDS ÉNERGÉTIQUE DE L ÉCLAIRAGE EN FRANCE

4 Le bâtiment en quelques chiffres En France, les bâtiments représentent : 30 millions de logements Plus de 800 millions de m² de bâtiments tertiaires Une durée de vie moyenne de 100 ans Le bâtiment est le plus grand consommateur d énergie : 43 % de l énergie consommée (31 % pour les transports, 20% pour l industrie) 25 % des émissions de CO 2 (28% pour les transports, 21% pour l industrie)

5 Le challenge énergétique de l éclairage

6 Aux bureaux passez à l éclairage électronique Ballasts et système de gestion!

7 Que représente la consommation de l éclairage aujourd hui? 35 % bureaux 58 % enseignement secondaire et supérieur 73 % enseignement primaire Bureau Lycée Primaire

8 Etat des lieux! Vétusté, matériel inadapté : 10 Millions incan! Conditions d éclairage médiocre Cout économique et de maintenance 120 Lux 500 Lux 15 % non conforme code du travail 85 % non conforme à la norme! Cumul de la population Mesures au luxmètre (lux) Eclairement sur le plan de travail Enquête CEREN : 150 entreprises m² Apport de l'éclairage général (Lux) Pratique de l'occupant (Lux)

9 Enjeux énergétiques Mesure d exécution EuP pour l éclairage tertiaire Mesures concernant les lampes Produits d éclairage secteur tertiaire (lampes à culots E27/E40/PGZ12) Lampes fluorescentes aux halophosphates => bannissement Lampes fluorescentes T12 => bannissement Lampes sodium haute pression (SHP) et iodures métalliques (IM) IM les moins efficaces (brûleur en quartz) => bannissement SHP les moins performantes Révision de la Directive par la Commission Européenne => Lampes à vapeur de mercure haute pression (ballon fluo) => bannissement Lampes IM type HQI/HCI suivant seuil LLMF/LSF => bannissement Ballasts ferromagnétiques lampes à décharge (Fluo/SHP/IM) => bannissement

10 Optimisation énergétique de l éclairage E = Éclairement (lux - norme) S = Surface (m²) Temps de fonctionnement (h) W.t = consommation (Wh) W.t = E.S.t u.m.η u = Facteur d utilisation η = Efficacité lumineuse (lm/w) M = Facteur de maintenance de l installation ECLAIRER JUSTE!

11 Eclairer juste! L EXEMPLE DU BUREAU Norme d éclairagisme Energie Eclairement moyen = 500 lux Qualité de lumière IRC > 80 Limitation éblouissement UGR < 19 Conception neuf RT 2005 W/m² 12 Consommation < Consommation de référence Système de gestion Détecteur de présence Gestion lumière du jour Rénovation de l éclairage dans les bâtiments - Arrêté mai 2007 W/m² 14 Puissance maxi à installer Luminaire ballast électronique Rendement luminaire > 55 % Lampe efficacité lum. > 65 lm/w + système de gestion

12 Optimisation énergétique de l éclairage L exemple d un bureau 4 luminaires équipant un bureau de 16 m 2 Durée annuelle d utilisation : 2000 heures U 1250 lm M E (lux) (kw/an) Efficacité W 1 luminaire Consommation énergétique W/m 2 pour 100 lux Année x 18 W BF Vasque Année x 18 W BE Alu TBL Année x 14 W BE Alu TBL HP Année x 14 W BE Gestion 50% 0,55 0, Base 0,65 0, % 0,70 0, % 0,70 0,90 48 / % 4,2 2,9 2,0 2,0

13 LE CONTEXTE DE LA RÉGLEMENTATION THERMIQUE La RT fixe les valeurs maximales de consommation énergétique pour : Le chauffage La climatisation La ventilation La production d eau chaude des sanitaires Les auxiliaires L éclairage La RT 2012 fait suite à la RT 2005, réglementation actuellement en vigueur Comme la RT 2005, s applique aux bâtiments neufs (tertiaire et logements)

14 RT GÉNÉRALITÉS 3 documents essentiels Le Décret publié en octobre 2010 pour le neuf applicable le 27 octobre modifiant les articles concernés du code de la construction - renvoyant à l arrêté de la RT 2012 L Arrêté de la RT 2012 publié en publié en octobre 2010 L Arrêté Th-BCE 2012 concernant la méthode de calcul (1200 pages! S applique au tertiaire et au logement Bâtiments neufs : immeubles de bureaux, enseignement, accueil petite enfance Extensions de bâtiments existants S articule sur 3 critères (coefficients) essentiels La consommation énergétique (Cep) - 50 kwh/m 2 /an Le besoin bioclimatique (Bbio) La température intérieure conventionnelle (Tic)

15 RT 2012 UNE APPROCHE «PERFORMANCIELLE» Une réelle opportunité pour l éclairage Une exigence de consommation énergétique maximum de 50 kwh(ep)/m²/an Modulation de 40 à 65 kwh(ep) en fonction des différents paramètres Le comptage de l énergie consommée par l éclairage La prise en compte de la lumière naturelle L incitation à la détection de présence La prise en compte de l éclairage dans le calcul du besoin bioclimatique «Bbio»

16 RT 2012 LES ÉCLAIRAGES CONCERNÉS Les éclairages suivants sont pris en compte dans la RT 2012 : L éclairage général L éclairage d appoint pour la réalisation des tâches professionnelles L éclairage des éléments architecturaux faisant partie du bâtiment Ne sont pas pris en compte dans la RT 2012 : L éclairage extérieur L éclairage des parkings L éclairage de sécurité L éclairage destiné à la mise en valeur des objets ou des marchandises

17 RT 2012 OBJECTIFS LUMIERE NATURELLE Dr Christophe Martinsons Responsable du pôle 3E CSTB

18 RT 2012 : UN DÉFI POUR L ÉCLAIRAGE L éclairage va devenir l un des principaux leviers pour réaliser de substantielles économies d énergie dans les bâtiments

19 OBJECTIFS DE LA RT 2012 : APPROCHE «PERFORMANCIELLE» La conformité du bâtiment sera définie par 3 critères : Consommation énergétique du bâtiment (C ep ) Confort d été (Ti) Besoin bioclimatique (Bbio) + un ensemble d exigences minimales Exigence de consommation énergétique maximale : Cmax = 50 kwh ep /m²/an - Avec une modulation (35 à 65 kwh ep /m²/an) en fonction de la zone climatique, l altitude, le type de bâtiment, la surface moyenne logement, les GES, l IGH

20 L ÉCLAIRAGE DANS LA RT La RT comporte un chapitre éclairage visant à estimer la consommation annuelle de l éclairage artificiel Le calcul repose sur la détermination de l usage effectif de l éclairage artificiel qui dépend de : Horaires d occupation (scénarios d usage) Taux d occupation effectif des locaux Mode de commande de l éclairage artificiel Disponibilité de la lumière naturelle

21 RT 2012 : LE MODÈLE DE CALCUL Les calculs sont basés sur les données climatiques 8 zones climatiques en France métropolitaine Méthode de calcul informatique : Au pas horaire sur toute une année Segmentation du bâtiment en zones, groupes et locaux Logiciel CSTB donné gratuitement par le ministère aux éditeurs de logiciel d études RT

22 MODÈLE DE CALCUL RT 2012 Méthodologie de calcul de la consommation d éclairage : au pas horaire (heure par heure) au niveau d un groupe de locaux (même orientation de façade) Détermination du pourcentage de protections solaires en place Calcul de la transmission lumineuse effective des baies Calcul des flux lumineux transmis par les baies dans les locaux Calcul de l éclairement naturel intérieur Ei = nat R gr A,At 1,8. Fl Teq *A eclnat (1-R)²

23 MODÈLE DE CALCUL RT 2012 A partir de l éclairement naturel intérieur : Coefficient de pondération de la consommation d éclairage en fonction de la lumière du jour : C2 Fractionnement des locaux : Permet le «zonage» de l éclairage électrique Zone d accès effectif à la lumière du jour : Profondeur 2,5*(h linteaux h tâche ) Eclairement naturel = Ei nat et coefficient C2 ae Zone en fond de local Eclairement naturel = ¼Ei nat et coefficient C2 pae

24 MODÈLE DE CALCUL RT 2012 Consommation électrique de l éclairage sur 1 heure = Puissance surfacique d éclairage installée x C1 x (C2 ae x surface ae + C2 pae x surface pae ) surface avec accès effectif surface sans accès effectif à la lumière naturelle à la lumière naturelle si occupation + Puissance résiduelle (veille) des périphériques de gestion si inoccupation

25 1 A B C Coefficient C2 interrupteur manuel D 4 modes de gestion de la lumière naturelle Gradation automatique Allumage et extinction automatiques par détection de franchissement de seuil d'éclairement 0.4 G Extinction automatique par franchissement de seuil d'éclairement 0.2 E H 0 F J I Ei Ref,l 2*Ei Ref,l Eclairement naturel intérieur Einat (lux)

26 type de zone Bureaux crèche, garderie, pouponnières Primaire type de local E réf (lux) NF EN Bureau 500 salle de réunion 500 Circulation Accueil 100 Sanitaires collectifs 200 salles de jeux 300 salle de repos 300 Bureau 500 salle de réunion 500 Circulation Accueil 100 Sanitaires vestiaire 200 salles de classe 300 Bureau 500 salle de réunion 300 salle de repos 300 Salle restaurant 200 Circulation Accueil Sanitaires vestiaire RT 2012 : COEFFICIENT C2 Les valeurs de C2 reposent sur les éclairements à maintenir sur la zone de tâche : Norme NF EN «éclairage des lieux de travail intérieurs»

27 L ÉCLAIRAGE DANS LA RT 2012 «RESIDENTIEL» Dans le résidentiel, le calcul est conventionnel : Caractéristiques fixes, quel que soit l équipement d éclairage artificiel : Interrupteurs manuels uniquement Courbe des coefficients C2 calée sur le point de référence (Ei nat = 200 lx ; C2 = 0,05) Seul l éclairage naturel a une influence sur la consommation d éclairage Caractéristiques des baies, orientation du bâtiment Exigence minimale : les baies représentent 1/6 de la surface habitable

28 RT 2012 : EXIGENCE REGLEMENTAIRE Bbio Définition du besoin bioclimatique Bbio Caractérise l enveloppe du bâtiment (conception bioclimatique) Bbio = impact énergétique du bâti pour le chauffage, le refroidissement et l'éclairage. C est une mesure de l énergie requise pour assurer : - une température correcte en hiver (besoin de chauffer) - une température correcte en été (besoin de rafraichir) - un éclairage intérieur correct tout au long de l année (besoin d éclairer)

29 RT 2012 : EXIGENCE REGLEMENTAIRE Bbio Bbio est la contribution du bâti à la consommation énergétique Bbio = 2 (B chaud + B froid ) + 5 B éclairage (exprimé en points) - B chaud, B froid : besoins de chauffage et de refroidissement (kwh ep /m²/an) - B éclairage : besoins d'éclairage (kwh ep /m²/an) calculé avec la même méthode (Einat) et en supposant un système d éclairage conventionnel à 2,5 W/m² pour 100 lux Exigence réglementaire : (Bbio) 60 points modulation avec la zone climatique, l altitude, le type de bâtiment, la surface moyenne logement, GES, IGH

30 INDICATEURS BIOCLIMATIQUES RT 2012 POUR L ÉCLAIRAGE NATUREL Autonomie des locaux en lumière du jour : Nombre d heures (pendant la journée et les plages d occupation) durant lesquelles l éclairage naturel est suffisant (éclairement naturel intérieur supérieur à un seuil) Proportions des surfaces de locaux ayant accès à la lumière naturelle

31 RT 2012 ET LUMIERE NATURELLE RT 2012 : exploiter au mieux le potentiel d éclairage naturel Pour diminuer la consommation de l éclairage artificiel En contrôlant séparément l éclairage des zones proches des baies En profitant des systèmes de gestion (semi)automatique - gradation à éclairement constant - interrupteurs à détection de seuil d éclairement Par rapport à la RT 2005 : Meilleure caractérisation des protections solaires et des vitrages Meilleure description des apports lumineux du ciel et du soleil Description plus précise de l éclairement naturel intérieur Le coefficient de réflexion des parois est pris en compte - Valorisation des parois claires

32 La RT 2012 Une opportunité pour un éclairage éco-efficace et ergonomique dans les bâtiments neufs Lionel Witkowski Direction Générale TRILUX France

33 RT 2012 DES SOLUTIONS EXISTENT DÉJÀ POUR L ÉCLAIRAGE Sources et appareillage performants Tubes fluos T5 LED Ballasts électroniques A1 et A2 Luminaires performants Optiques haut rendement (LOR 90 %) Réflecteurs et diffuseurs de qualité Gestion de la lumière Détection de présence Régulation en fonction de la lumière du jour Il existe une réelle synergie entre la RT et les règlements EUP

34 UNE AMÉLIORATION CONSTANTE DES PRODUITS Larg.: 110 mm ηs: 60 % Larg.: 75 mm ηs: 80 % Larg.: 40 mm ηs: 90%

35 LA GESTION D ÉCLAIRAGE Un potentiel d économies d énergie «gigantesque» => Jusqu à -55 % d énergie consommée (sans compter les économies d énergie liées au passage au ballast électronique ; soit environ 20 % )

36 APPROCHE PERFORMANCIELLE DES SOLUTIONS EXISTANTES Comparaison des «efficacités lumineuses dépréciées» des luminaires Analyse de la performance énergétique (Perf en ) de 3 luminaires différents Encastré 4 x 18 W, grand brillant, ballast ferromagnétique Encastré 4 x 18 W, grand brillant, ballast électronique A2 Encastré T5, «Miro silver», 3 x 14 W, ballast électronique A2 Perf en n(lpes) Φ P ηs lpe + ballast MF n(lpes): nombre de lampes Φ: flux lumineux d une lampe (lm) η s : rendement en service du luminaire (%) MF: facteur de maintenance P lpe+ballast : puissance du luminaire (W)

37 APPROCHE PERFORMANCIELLE DES SOLUTIONS EXISTANTES Comparaison des «efficacités lumineuses dépréciées» des luminaires Encastré 4x18 W, grand brillant, ballast ferromagnétique 4 *1350 * 0,60 * 0,8 84 = = 31lm/W Encastré 4x18 W, grand brillant, ballast électronique A2 4 *1350 * 0,60 * 0,8 58 = = 45 lm/w Encastré T5, «H P», 3x14 W, ballast électronique A2 3 *1200 * 0,91* 0,9 48 = = 61lm/W

38 BILAN COMPARATIF DES SOLUTIONS Encastré, grand brillant, ferromagnétique Encastré, grand brillant, BE A2 Encastré T5, "miro silver", BE A2 Equipement 4 x 18 W 4 x 18 W 3 x 14 W Rendement en service (%) Flux lumineux sortant "déprécié" (lm) Puissance totale (W) Energie consommée par an (kwh) interrupteur régulation en fonction lum. du jour détection de présence gestion totale d'éclairage => En 1O ans, réduction de ¾ de la consommation potentielle d énergie

39 RT 2012 UN RISQUE POUR LA NORME EN ? RT 2012 EN E m Uniformité U 0 UGR L I.R.C. R a => L amélioration de la performance énergétique ne doit pas se faire au détriment de la norme EN

40 RT 2012 CALENDRIER ET OBLIGATIONS Retour de la consultation européenne attendue pour le 22 octobre 2010 Publication au JO prévue pour fin 2010 / début 2011 Application en 2 temps : 1 er juillet 2011 pour le non résidentiel* et les logements Anru 1 er janvier 2013 pour tout le résidentiel Obligation pour le maître d ouvrage d un récapitulatif normalisé à tenir à disposition durant 5 ans après l achèvement des travaux * Bureau, enseignement, accueil de la petite enfance

41 GUIDE DE L ÉCLAIRAGE INTÉRIEUR DES LIEUX DE TRAVAIL «Bâtir un projet durable» Bernard Duval Délégué Général Association française de l éclairage

42 UN GUIDE D ECLAIRAGE, POURQUOI? Refondation des précédentes recommandations de l AFE Méthodes de projet à compléter - Mise à jour des textes Exigences environnementales et économiques Nouvelles technologies électroniques Systèmes d éclairage

43 UN GUIDE D ECLAIRAGE, POUR QUI? Bureaux d études d éclairage, d électricité et de thermique Architectes et aménageurs du bâtiment Installateurs et gestionnaires d installations d éclairage Fabricants et distributeurs d équipements d éclairage Formateurs, stagiaires, enseignants et leurs élèves

44 DOCUMENTS DE REFERENCE DE L AFE Guide de l éclairage intérieur des lieux de travail Vision et ergonomie (2009) BATIR UN PROJET DURABLE (2010) Diagnostic des installations d éclairage intérieur (fin 2010) Efficience énergétique et technologies en éclairage intérieur (2011) Eclairage architectural et ambiance lumineuse (2011)

45 STRUCTURE DU GUIDE AFE BÂTIR UN PROJET DURABLE CHAPITRE 1 Méthodologie du projet d éclairage CHAPITRE 2 Norme d éclairage intérieur des lieux de travail CHAPITRE 3 Règlementation, normes et règles de l art ANNEXES

46 METHODOLOGIE DU PROJET D ECLAIRAGE CONCEPT (PE) 3 PE PERFORMANCE «ECLAIRAGE» Sécurité, ergonomie : éclairer juste Conditions optimales de vision PE PERFORMANCE «ENVIRONNEMENT» Solution d éclairage qui valorise le cadre de vie Réduction de la dépense énergétique PE PERFORMANCE «ECONOMIQUE» Coût d exploitation et de maintenance Coût global

47 PERFORMANCE «ECLAIRAGE» Besoins de lumière au travail : santé, sécurité et ergonomie Avant-projet et projet : méthodes AFE et calcul informatique Choix de la solution d éclairage Choix de l ensemble lampe/ballast/luminaire Résultats : Éclairement / uniformité Équilibre des luminances Contrôle de l éblouissement Qualité de la lumière

48 Norme d éclairage intérieur des lieux de travail 260 types de locaux : tertiaire, écoles, commerces, industrie, santé Trois critères principaux d éclairage E - Performance Norme UGR - Confort IRC - Qualité E - Eclairement moyen à maintenir et uniformité sur la tâche visuelle (en lux) UGR - Indice d éblouissement IRC - Indice de rendu des couleurs

49 PERFORMANCE «ENVIRONNEMENT» Exigences énergétiques : Dans le neuf : RT 2012 En rénovation : décrets et arrêtés Démarche de l efficience énergétique : Appliquer la méthodologie du projet d éclairage Utiliser des sources d éclairage efficaces Gérer l éclairage : détection de présence, lumière du jour Maintenir les installations et en assurer la fin de vie

50 PERFORMANCE «ECONOMIQUE» Concevoir l éclairage dans une démarche de projet pour : Réduction des coûts indirects : santé, accident Efficacité du travail, image de marque de l entreprise Choisir les systèmes d éclairage appropriés pour : Réduire la consommation d énergie Optimiser les dépenses de maintenance Rappel : le coût initial d une installation d éclairage représente moins de 20 % de son coût global!

51 METHODOLOGIE DU PROJET D ECLAIRAGE Données d entrée Exigences particulières Avant-projet et projet d éclairage Choix des luminaires Type, nombre et implantation des luminaires Exigences énergétiques Neuf RT 2012 Calcul du C ep consommation en kwh/m 2 /an Rénovation Calculs énergétiques W/m 2 - kwh/m 2 /an Critères d installation électrique Choix du système de gestion (détection de présence / lumière du jour, gradation, horloge, etc.) Calcul économique Bilan environnemental

52 ECLAIRAGE D UN BUREAU DE 20 m 2 Type de luminaires Projet d éclairage Flux (lm) U M Emoy à maintenir (lx) Luminaire A TF 4 x 18 W B2 Ferromagnétique ,62 0, Luminaire B TF 4 x 18 W A2 Électronique ,62 0, Luminaire C TF 4 x 14 W A2 Électronique ,70 0, Luminaire D TF 4 x 14 W A1 Électronique à gradation ,70 0,80 6 à 605 Puissance installée par luminaire (W) ,3 60,5 Caractéristiques énergétiques Consommation annuelle - kwh (2 500 h) Puissance surfacique (W.m -2 ) 880 Base 17, % 14, % 12,5 311,5-65 % 12,1 Efficience énergétique (W.100lx -1.m -2 ) 3,7 Base 2,7-27 % 2,05-45 % 2-46 %

53 Un outil pour la RT 2012 Le guide de l éclairage intérieur de l AFE L ouvrage de référence pour : concevoir des éclairages adaptés pour la santé, la sécurité et l ergonomie au travail se conformer aux normes, à tous les textes règlementaires et appliquer les bonnes pratiques définir les équipements et les systèmes d éclairage les plus performants Et répondre ainsi aux besoins de la RT 2012 et aux enjeux du développement durable!