Etude d optimisation d éclairement naturel et de confort intérieur

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1 Etude d optimisation d éclairement naturel et de confort intérieur Maisons du Nord

2 Sommaire 1 Cadre de l étude 2 Valoriser les espaces de vie par la lumière naturelle - Analyse d éclairement naturel du modèle existant - Propositions d optimisation de l éclairement naturel 3 Optimiser la température intérieure en été - Analyse de la proposition d optimisation de l éclairement naturel ayant un impact sur la température intérieure 4 Conclusion: - Récapitulatif des pistes d optimisation en vue du choix final

3 Cadre de l étude d optimisation d éclairement naturel L optimisation de la lumière naturelle dans un logement s inscrit dans un double objectif : D une part, la recherche du meilleur confort visuel ; la lumière naturelle étant la plus adaptée à l équilibre physiologique et psychologique de l être humain D autre part, la recherche des économies d énergie, et de la maîtrise de l impact environnemental Principes d analyse utilisés pour l étude: 1) Exigence RT 2012 d accès minimal à l éclairage naturel Pour les maisons individuelles ou accolées et les bâtiments collectifs d'habitation, la surface totale des baies, mesurée en tableau, est supérieure ou égale à 1/6 (16,6%) de la surface habitable 2) Référentiel français de la certification Habitat et Environnement Démarche HQE (cible 10 : confort visuel) : «offrir des ouvrages sains et confortables» Le confort de vie procuré par la lumière naturelle s exprime par un niveau minimum d éclairement naturel. Il est quantifié à partir du facteur de lumière du jour (FLJ) qui correspond au rapport entre l éclairement naturel reçu à l intérieur et l éclairement naturel extérieur (exprimé en %). Exigence d éclairement naturel minimum défini dans la cible 10 confort visuel : FLJ moyen en séjour 2% FLJ moyen pour les chambres 1,5% FLJ pour les zones assimilées aux zones de travail (cuisine, coin bureau, zone de soin en salle de bain) > 2 % selon le référentiel HQE tertiaire 3) Confort visuel et sécurité: éclairage naturel de la cage d escalier Souvent mal éclairé, l escalier est une zone de passage stratégique: - lors des visites de maisons-témoins par leurs futurs acquéreurs - puis, dans la vie courante pour éviter : * l inconfort lié à la pénombre * les chutes accidentelles fréquentes dans cette zone de circulation

4 Analyse de l éclairement naturel Analyse scientifique à partir du logiciel : VELUX Daylight Visualizer Validation de la précision des calculs du VELUX Daylight Visualizer par l ENTPE (Ecole Nationale des Travaux Publics de l Etat) et par le CIE (Commission Internationale de l'eclairage)

5 Modèle étudié

6 Analyse des Facteurs de Lumière du Jour (FLJ) - Rdc Perception globale de l éclairement: FLJ moyens Confort de travail dans les zones spécifiques: FLJ ponctuels (zones de travail potentielles ou assimilées) CELLIER ,

7 Analyse des Facteurs de Lumière du Jour (FLJ) Etage Perception globale de l éclairement: FLJ moyens Confort de travail dans les zones spécifiques: FLJ ponctuels (zones de travail potentielles ou assimilées) , , ,

8 Analyse et Perception Visuelle - Cuisine / Séjour Mois de Mai ensoleillé milieu de journée Séjour Cuisine Séjour - Confort visuel global FLJ moyen 4,1- Atteint Confort de travail FLJ ponctuels Atteint à 100% % du plan de travail atteignant un bon niveau de confort visuel

9 Analyse et Perception Visuelle Bureaux 1 et 2 Mois de Mai ensoleillé matinée Bureau 1 Bureau 2 Confort visuel global FLJ moyen 8.2 Atteint Confort visuel global FLJ moyen 7.0 Atteint Confort de travail FLJ ponctuels Atteint à 100% % de linéaire aménageable en bureau avec un bon niveau de confort visuel Confort de travail FLJ ponctuels Atteint à 100% % de linéaire aménageable en bureau avec un bon niveau de confort visuel

10 Analyse et Perception Visuelle Chambre 1 Mois de Mai ensoleillé matinée Chambre 1 Confort visuel global FLJ moyen 1.7 Atteint Confort de travail FLJ ponctuels Atteint à 26% % de linéaire aménageable en bureau avec un bon niveau de confort visuel

11 Analyse et Perception Visuelle Toilette chambre 1 Mois de Mai ensoleillé matin Toilette 1 Confort de travail FLJ ponctuel 2,7 Atteint Situation par rapport au seuil de confort visuel de la zone de soin

12 Analyse et Perception Visuelle Dégagement Mois de Mai ensoleillé Milieu de journée Dégagement Confort visuel Confortable

13 Analyse et Perception Visuelle Cellier Mois de Mai ensoleillé Milieu de journée Pas d accès à la lumière naturelle Dégagement Confort visuel Obscur

14 Analyse et Perception Visuelle Hall Mois de Mai ensoleillé matin Hall Confort visuel Confortable

15 Analyse et Perception Visuelle Haut escalier Mois de Mai ensoleillé matin Haut escalier Confort visuel Confortable

16 Analyse et Perception Visuelle Mezzanine Mois de Mai ensoleillé milieu de journée Mezzanine Confort visuel global FLJ moyen 3,3 Atteint Confort de travail FLJ ponctuels Atteint à 95% % de linéaire aménageable en bureau avec un bon niveau de confort visuel

17 Analyse et Perception Visuelle Chambre 2 Mois de Mai ensoleillé Après-midi Chambre 2 Confort visuel global FLJ moyen 3.1 Atteint Confort de travail FLJ ponctuels Atteint à 57% % de linéaire aménageable en bureau avec un bon niveau de confort visuel

18 Analyse et Perception Visuelle Chambre 3 et 4 Mois de Mai ensoleillé Chambre 3 Après-midi Chambre 4 - Matinée Confort visuel global FLJ moyen 2.9 Atteint Confort visuel global FLJ moyen 2,4 Atteint Confort de travail FLJ ponctuels Atteint à 39% % de linéaire aménageable en bureau avec un bon niveau de confort visuel Confort de travail FLJ ponctuels Atteint à 26% % de linéaire aménageable en bureau avec un bon niveau de confort visuel

19 Analyse et Perception Visuelle Bains Mois de Mai ensoleillé matin Bains Confort de travail FLJ ponctuel 1,5 Inférieur Situation par rapport au seuil de confort visuel de la zone de soin

20 Bilan de l analyse d éclairement naturel Accès minimal à l éclairage naturel Espaces assimilés «zones de travail» Conformité RT 2012 Ratio global RT2012 (Ratio baies/shab) 22,61 % - Atteint FLJ ponctuels Equilibre entre les niveaux RDC (Ratio baies/shab RDC) Etage (Ratio baies/shab étage) 24,64 % - Atteint 17,80 % - Atteint Confort de «travail» Cuisine Atteint à 100 % % du plan de travail atteignant un FLJ > 2 % Toilette 2,7 Atteint Répartition de la lumière naturelle en fonction des pièces de vie et «de travail» FLJ moyen Bains 1,5 - Inférieur Zone de soin Séjour (HQE: FLJ 2) 4,1 - Atteint FLJ ponctuels Chambre 1 (HQE: FLJ 1.5) 1,7 Atteint Chambre 1 Atteint à 26 % Chambre 2 (HQE: FLJ 1.5) 3,1 Atteint Chambre 2 Atteint à 57 % Confort visuel global Chambre 3 (HQE: FLJ 1.5) Chambre 4 (HQE: FLJ 1.5) Mezzanine (HQE: FLJ 2) 2,9 Atteint 2,4 Atteint 3,3 - Atteint Confort de «travail» + flexibilité d aménagement Chambre 3 Atteint à 39 % Chambre 4 Atteint à 26 % Mezzanine Atteint à 95 % Bureau 1 (HQE: FLJ 2) 8,2 - Atteint Bureau 1 Atteint à 100 % Bureau 2 (HQE: FLJ 2) 7,0 - Atteint Bureau 2 Atteint à 100 % Proportion de linéaire aménageable en bureau avec un FLJ > 2 % Conclusion: Zones à optimiser prioritairement: Autres zones Chambres 2, 3 et 4 (souplesse d aménagement assez faible) Bain Cellier Confort visuel Hall Dégagement Confortable Confortable Optimisation secondaire: Cage d escalier Cellier Obscur

21 Proposition d optimisation - RDC - Apporter la lumière naturelle dans le cellier Mise en place d un conduit de lumière pour toit plat TWR 014 Mise en place d une fenêtre coupole fixe 60x60 dans le dégagement. Mise en place d une porte vitrée entre le dégagement et le cellier pour bénéficier de la lumière de la coupole. 1 Conduit de lumière TWR fenêtre coupole CFP Ouverture de l espace Sejour hall pour facilité le flux d air entre rdc et étage optimisation du rafraichissement par tirage thermique Porte vitrée pour laisser entrer la lumière venant de la fenêtre coupole

22 Proposition d optimisation - Etage En façade arrière : - Optimiser le confort visuel et la souplesse d aménagement de le chambres 4, de la salle de bain et de la mezzanine. Pas de changements : idem plan d origine. 1 GGL SK06 1 JUMO MK06 1 GGL SK06 En façade avant : - Optimiser le confort visuel et la souplesse d aménagement de la chambres 2 et 3 Agrandissement de la fenêtre de toit existante en GGL SK08 et positionnement dans l axe de la baie du RDC pour une meilleur répartition de la lumière - Optimiser le confort de la cage d escalier Mise en place d une fenêtre de toit GGL MK08 Emplacement de l habillage des conduits de lumière 1 GGL SK08 1 GGL MK08 1 GGL SK08

23 Proposition d optimisation Impact architectural Avant Après

24 Proposition d optimisation de l éclairement naturel Analyse des Facteurs de Lumière du Jour (FLJ) - RDC Perception globale de l éclairement: FLJ moyens Confort de travail dans les zones spécifiques: FLJ ponctuels (zones de travail potentielles ou assimilées) Avant Après EL Document d'étude non contractuel

25 Proposition d optimisation de l éclairement naturel Analyse des Facteurs de Lumière du Jour (FLJ) - Etage Perception globale de l éclairement: FLJ moyens Confort de travail dans les zones spécifiques: FLJ ponctuels (zones de travail potentielles ou assimilées) Avant Après 3, ,1 2,4 3, ,7 3.4 EL Document d'étude non contractuel

26 Optimisation Cellier Mois de Mai ensoleillé Milieu de journée Dégagement Confort visuel Accès à la lumière naturelle

27 Optimisation Ouverture du Hall Mois de Mai ensoleillé matin Hall Confort visuel Confortable

28 Optimisation Haut escalier Mois de Mai ensoleillé milieu de journée Haut escalier Confort visuel Confortable

29 Optimisation Bains Mois de Mai ensoleillé matin Bains Confort de travail FLJ ponctuel 2,0 Atteint Situation par rapport au seuil de confort visuel de la zone de soin

30 Optimisation Chambre 2 Mois de Mai ensoleillé Après-midi Chambre 2 Confort visuel global FLJ moyen 4,0 Atteint Confort de travail FLJ ponctuels Atteint à 79% % de linéaire aménageable en bureau avec un bon niveau de confort visuel

31 Optimisation Chambre 3 et 4 Mois de Mai ensoleillé Chambre 3 Après-midi Chambre 4 - Matinée Confort visuel global FLJ moyen 3,4 Atteint Confort visuel global FLJ moyen 3,1 Atteint Confort de travail FLJ ponctuels Atteint à 58% % de linéaire aménageable en bureau avec un bon niveau de confort visuel Confort de travail FLJ ponctuels Atteint à 36% % de linéaire aménageable en bureau avec un bon niveau de confort visuel

32 Bilan de l analyse d éclairement naturel Modèle de base Accès minimal à l éclairage naturel Espaces assimilés «zones de travail» Conformité RT 2012 Equilibre entre les niveaux Ratio global RT2012 (Ratio baies/shab) RDC (Ratio baies/shab RDC) Etage (Ratio baies/shab étage) 22,61 % - Atteint 24,64 % - Atteint 17,80 % - Atteint Confort de «travail» FLJ ponctuels Cuisine Atteint à 100 % % du plan de travail atteignant un FLJ > 2 % Toilette 2,7 Atteint Répartition de la lumière naturelle en fonction des pièces de vie et «de travail» FLJ moyen Bains 1,5 - Inférieur Zone de soin Séjour (HQE: FLJ 2) 4,1 - Atteint FLJ ponctuels Chambre 1 (HQE: FLJ 1.5) 1,7 Atteint Chambre 1 Atteint à 26 % Chambre 2 (HQE: FLJ 1.5) 3,1 Atteint Chambre 2 Atteint à 57 % Confort visuel global Chambre 3 (HQE: FLJ 1.5) Chambre 4 (HQE: FLJ 1.5) Mezzanine (HQE: FLJ 2) 2,9 Atteint 2,4 Atteint 3,3 - Atteint Confort de «travail» + flexibilité d aménagement Chambre 3 Atteint à 39 % Chambre 4 Atteint à 26 % Mezzanine Atteint à 95 % Bureau 1 (HQE: FLJ 2) 8,2 - Atteint Bureau 1 Atteint à 100 % Bureau 2 (HQE: FLJ 2) 7,0 - Atteint Bureau 2 Atteint à 100 % Proportion de linéaire aménageable en bureau avec un FLJ > 2 % Autres zones Hall Confortable Confort visuel Dégagement Confortable Cellier Obscur

33 Bilan de l analyse d éclairement naturel Modèle optimisé Accès minimal à l éclairage naturel Espaces assimilés «zones de travail» Conformité RT 2012 Equilibre entre les niveaux Ratio global RT2012 (Ratio baies/shab) RDC (Ratio baies/shab RDC) Etage (Ratio baies/shab étage) 24,04 % - Atteint 24,78 % - Atteint 22,26 % - Atteint Confort de «travail» FLJ ponctuels Cuisine Atteint à 100 % % du plan de travail atteignant un FLJ > 2 % Toilette 2,7 Atteint Répartition de la lumière naturelle en fonction des pièces de vie et «de travail» FLJ moyen Bains 2,0 - Atteint Zone de soin Séjour (HQE: FLJ 2) 4,1 - Atteint FLJ ponctuels Chambre 1 (HQE: FLJ 1.5) 1,7 Atteint Chambre 1 Atteint à 26 % Chambre 2 (HQE: FLJ 1.5) 3,7 Atteint Chambre 2 Atteint à 84 % Confort visuel global Chambre 3 (HQE: FLJ 1.5) Chambre 4 (HQE: FLJ 1.5) Mezzanine (HQE: FLJ 2) 3,4 Atteint 2,4 Atteint 4,1 - Atteint Confort de «travail» + flexibilité d aménagement Chambre 3 Atteint à 58 % Chambre 4 Atteint à 36 % Mezzanine Atteint à 100 % Bureau 1 (HQE: FLJ 2) 8,2 - Atteint Bureau 1 Atteint à 100 % Bureau 2 (HQE: FLJ 2) 7,0 - Atteint Bureau 2 Atteint à 100 % Proportion de linéaire aménageable en bureau avec un FLJ > 2 % Autres zones Hall Confortable Confort visuel Dégagement Confortable Cellier Accès à la lumière naturelle

34 Optimiser la température intérieure en été Solution verrière sur mezzanine Simulations réalisée à partir du logiciel : VELUX Energy + Indoor Climate Visualizer Logiciel validé suivant norme CEN 13791

35 Analyse de la température intérieure en été avec ventilation naturelle entre point d entrée d air bas et point de sortie d air haut Analyse du confort thermique de l espace cuisine-salon/séjour Illustration par le diagramme de Brager (à l origine Le diagramme de Brager permet de donner une image de l évolution de la température intérieure de la maison en fonction de la température extérieure du moment. Chaque point représente une heure de l année. Lorsque ce point est situé entre les deux courbes, cela signifie que l on se situe dans une zone de confort thermique Les zones de confort évoluent pour illustrer le fait que les personnes supportent mieux la chaleur à l intérieur d une maison s il fait déjà chaud dehors. C est ce que l on appelle le «confort adaptatif». Hypothèses de l étude Paramètres structurels types utilisés: Mur extérieur: Brique + laine de verre. U=0.16 Sol: Béton + polystyrène. U=0.14 Toiture: Epaisseur 33 cm. U=0.12 Confort thermique de l espace Fichier météo de Paris utilisé pour les simulations issu des données ASHRAE (American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditionning Engineers) Equipement de fenêtres: Les fenêtres verticales sont équipées de volets roulants. Ils sont fermés lorsque le température intérieure atteint % du temps en été en zone d inconfort thermique Rafraîchissement naturel: La fenêtre de la cuisine est considérées comme oscillo-battantes et donc pouvant être laissées entrouvertes en toute sécurité durant la nuit. Les habitants ouvrent cette fenêtre ainsi que les fenêtres de toit de la mezzanine en allant se coucher et les referment en se levant.

36 Récapitulatif des pistes d optimisation pour le choix final Pièces/espaces Bénéfice Solutions proposées Chambres 2 et 3 - Confort de «travail» / Souplesse d aménagement 1 fenêtre de toit GGL SK08 Chambres 4 - Confort de «travail» / Souplesse d aménagement 1 fenêtre de toit GGL SK06 Salle de bain étage - Confort de la zone de soin 1 fenêtre de toit GGL SK06 Cage d escalier - Confort visuel 1 fenêtre de toit GGL MK08 Cellier - Confort visuel 1 conduit de lumière Sun tunnel TWR éventuels kits éclairage d appoint la nuit (ZTL 014) + prévoir rallonge(s) en fonction du positionnement des Sun Tunnels Dégagement - Confort visuel Ajout d une fenêtre coupole CFP