Opleiding Duurzaam Gebouw:

Transcriptie

1 Opleiding Duurzaam Gebouw: Verlichting: ontwerp en regeling Leefmilieu Brussel Tools voor het ontwerpen van verlichting Arnaud BERTRAND MATRIciel

2 1. Doelstellingen van de presentatie Overzicht van de tools die beschikbaar zijn op de markt Natuurlijke verlichting Kunstverlichting Relevantie Welke berekeningen kunnen ermee worden gemaakt? Welke parameters worden in aanmerking genomen? Welke resultaten levert het op? 2

3 Plan van de uiteenzetting 1. Vereenvoudigde methodes 2. Schaalmodellen 3. Digitale modellen 3

4 1. 1. (Te sterk?) vereenvoudigde methodes methodes 5 m 4 m 3 m 3 m 2 m (Bron: Energie + ) 4

5 1. (Te sterk?) vereenvoudigde methodes 5

6 Verlicht lokaal 1. (Te sterk?) vereenvoudigde methodes (Bron: Roger Cadiergues) 6

7 1. (Te sterk?) vereenvoudigde methodes Lichtstroom (lumen) et verlichtingssterkte (lux) Utilantie Volgens (index lokaal, type van armatuur, reflectie plafond en muur) Index Index DIRECTE VERLICHTING Aluminium reflector Bolvormige fluorescentielamp SEMI-DIRECTE VERLICHTING Plafondlamp met diffusor Fluorescentiebuislampen DIRECTE VERLICHTING Gelakte reflector Fluorescentiebuislampen GEMENGDE VERLICHTING Glazen diffusor, open of prismatische basis Gloeilamp DIRECTE VERLICHTING Ingebouwde armatuur Fluorescentiebuislampen (Bron: Roger Cadiergues) DIRECTE-INDIRECTE VERLICHTING Hangarmatuur Twee fluorescentiebuislampen 7

8 1. (Te sterk?) vereenvoudigde methodes Lichtstroom (lumen) en verlichtingssterkte (lux) Verminderingsfactor en rendement Cfr. fabrikanten Of volgende tabel om een idee te krijgen TYPISCHE KENMERKEN VAN DE LAMPEN (ordes van grootte) Gloeilampen Na 6 maanden Na 12 maanden Na 18 maanden Fluorescentiebuislampen Na 6 maanden Na 12 maanden Na 18 maanden Fluocompactlampen Na 6 maanden Na 12 maanden Na 18 maanden TYPISCHE KENMERKEN VAN DE ARMATUREN (ordes van grootte) Wit gelakte reflector zonder rooster, of geëmailleerd Na 6 maanden Na 12 maanden Wit gelakte reflector met rooster Na 6 maanden Na 12 maanden Plafondlamp met diffusor Na 6 maanden Na 12 maanden Dichte projector Na 6 maanden Na 12 maanden (Bron: Roger Cadiergues) 8

9 2. Schaalmodellen WTCB mirror box Simuleert: Meet: Bewolkte hemel (CIE) Verlichtingssterkte DF Luminantie (Bron: WTCB) 9

10 2. Schaalmodellen WTCB kunsthemel en kunstzon met een lamp Simuleert: Meet: Bewolkte hemel Wisselende hemel met of zonder zon (bewolkt, helder, ) Verlichtingssterkte Kunsthemel Kunstzon Draaitafel (Bron: WTCB) 10

11 3. Digitale modellen 11 Etc

12 3. Digitale modellen Hoe kiezen? Compatibiliteit met het exploitatiesysteem Kostprijs van het programma Rekentijd Nauwkeurigheid Complexiteit van het te bestuderen model Gebruiksgemak Type van verwachte resultaten 12

13 3. Digitale modellen Split flux formula Gebaseerd op een vereenvoudigde methode bedoeld voor manuele berekening Optelling van drie afzonderlijk beoordeelde onderdelen Afhankelijk van het geval, aanzienlijke over- of onderschatting +Snel Weinig nauwkeurig Software: (Bron: WTCB) 13

14 3. Digitale modellen Radiosity Gebaseerd op een simulatiemethode met afgewerkte onderdelen Balans van de uitgestraalde en ontvangen lichtstroom Vooral gebruikt door software specifiek voor kunstverlichting +Snelheid hangt af van het rekenraster Alleen diffuse oppervlakken Precieze modellering van de hemel is ingewikkeld (Bron: WTCB) Software: 14

15 3. Digitale modellen Ray tracing Gebaseerd op een rekenmethode die het traject van lichtstralen berekent Ontwikkeld voor fotorealistische beeldsynthese Forward en backward ray tracing (minder berekening) Forward ray tracing Backward ray tracing +Complex model is mogelijk +Precisie Complexere parameters Langere rekentijd (ondanks backward ray tracing) Precisie bij afgeschermde lichtbronnen Software: (Bron: WTCB) 15

16 3. Digitale modellen Photon mapping Gebaseerd op een combinatie van forward ray tracing en backward ray tracing met opslag van informatie (photon map) Berekening in twee fasen Forward ray tracing (van eerste orde) met photon map Backward ray tracing +Complex model mogelijk +Precisie (ook bij afgeschermde lichtbronnen) Complexere parameters Langere rekentijd Software : (Bron: WTCB) 16

17 Software Rekenmethode Modellering Kostprijs 3D-model Import 3Dmodel Verlichtingssterkte Luminantie DF DA UDI NDT Grafische weergave van de resultaten 3. Digitale modellen (Onvolledige) vergelijking van de softwarepakketten Split flux formula Eenvoudige geometrie Diffuse oppervlakte Parametrisch rekenraster.dxf,.3ds,.obj Radiosity Eenvoudige geometrie Diffuse oppervlakte Parametrisch rekenraster free.dxf,.dwg Photon mapping Eenvoudige geometrie Diffuse oppervlakte, spiegelachtig Vast rekenraster free.dxf,.dwg,.obj,.skp Ray tracing (+ photon mapping) Eenvoudige geometrie Elk type ruimte Instelbaar rekenraster free < ecotect < sketchup > ecotect < Radiance Complexe geometrie Elk type ruimte Instelbaar rekenraster free < ecotect < sketchup > ecotect 17

18 3. Digitale modellen Voorbeeld van combinatie om van alles het beste te nemen Kunstverlichting Dialux voor de grote database van fabrikanten Natuurlijke verlichting Ecotect voor de 3D-modellering en de weergave van de resultaten Daysim voor de grafische rekeninterface Radiance voor de rekenmotor 18

19 3. Digitale modellen Best practice How close do simulation beginners really get? Harvard University 3D in Ecotect Berekening Ecotect Berekening Radiance 19 (Bron: Ibarra & Reinhart)

20 Interessante tools, websites, enz.: Evaluatie van de daglichttoetreding met computersimulaties 11_3_nr18.pdf&lang=nl P Bertrand Deroisy WTCB Daylight calculations in practice Uitgevoerd door het Danish Building Research Institute, Aalborg Universitet København Daylight factor simulations How close do simulation beginners really get? Par Diego Ibarra et Christoph Reinhart Harvard University, Cambridge MA, USA 20

21 Referenties Gids Duurzame Gebouwen en andere bronnen: Gids Duurzame Gebouwen: Fiches WEL03 en ENE01 21

22 Te onthouden uit de uiteenzetting Vereenvoudigde methodes weinig zinvol Schaalmodellen niet altijd handig Digitale modellen de beste verhouding tussen kwaliteit en toegankelijkheid Dialux, Velux daylight visualizer, Radiance Opgelet: gebruik de tools correct! 22

23 Contact Arnaud BERTRAND General Manager MATRIciel Place de l Université, 25 - Louvain-la-Neuve : bertrand@matriciel.be 23