Options de calcul d'éclairement

Les calculs Radiance d’éclairement naturel sont contrôlés en utilisant un ensemble d’options disponible dans la fenêtre de dialogue des options de calcul d’éclairement naturel, qui apparaît lors du lancement des calculs. Il est important de paramétrer les options appropriées au bâtiment analysé.

Sélectionnez le type de rapport que vous désirez une fois les calculs terminés. Les options disponibles sont les suivantes :

Si vous n’avez pas besoin d’un rapport en particulier, sélectionnez 1-Cartographie ou 2-Tableau.

Sélectionnez une prédéfinition à partir de la liste, pour charger un ensemble de paramètres, montrés dans la table ci-dessous.

Il n’est pas nécessaire de comprendre en profondeur le sens de chaque paramètre pour réaliser un calcul correct dans DesignBuilder. Cependant des connaissances sur comment les calculs sont réalisés et comment les différentes options affectent les résultats vous aidera à obtenir le meilleur compromis entre précision des résultats et temps de simulation.

Il est important de comprendre que Radiance fonctionne par une approche de Monter Carlo. Cela signifie que vous n’obtiendrai jamais exactement les mêmes résultats si vous faites plusieurs fois le même calcul avec exactement les mêmes options et le même modèle. Vous pouvez réduire cet effet en utilisant des paramètres de détail plus élevé, mais vous ne pourrez pas complètement l’éliminer. Une discussion plus détaillée est évoquée dans la partie des options avancées ci-dessous.

Détail prédéfinition	Ambient bounces Nombre de réflexion pour calcul de l'ambiance	Ambient accuracy Précision de l'ambiance (erreur interpolation illuminance indirecte)	Ambient resolution Résolution de l'ambiance (densité max des valeurs d'interpolation)	Ambient divisions Divisions ambiance (erreur de calcul Monte Carlo)	Ambient super-samples Nombre de sur-échantillons d'ambiance (appliqué aux divisions si besoin)
Code radiance	-ab	-aa	-ar	-ad	-as
1-Rapide Non recommandé pour un projet	1	0.3	128	256	128
2-Standard Paramètre par défaut mais sous-estime l'éclairement	2	0.25	256	512	256
3-Bon (sans interpolation)	4	0.00	512	1024	512
4-Bon	4	0.22	512	1024	512
5-Précis Meilleur paramètre pour un calcul précis	5	0.20	512	2048	1024
6-Haute qualité A utiliser lorsqu'une très haute qualité est demandée et lorsqu'un long temps d'attente est acceptable.	7	0.18	1024	4096	2048

Pour une discussion sur les mérites relatifs des paramètres ci-dessus les uns par rapport aux autres pour obtenir les différents crédits, voir ci-dessous.

Entrez la hauteur du plan de travail à partir du niveau de plancher, valable pour chaque zone dans la simulation d'éclairement. La valeur par défaut dépendra du type de rapport sélectionné. Une valeur type sera comprise entre 0,7 et 0,8m.

La hauteur du plan de travail est normalement fixée à la hauteur moyenne de la surface du dessus des bureaux par rapport au plancher.

Remarque : La hauteur du plan de travail utilisée dans les calculs Radiance est mesurée à partir de la base du bloc, qui dans la majorité des cas sera la même que celle mesurée à partir de la surface supérieure du plancher. Toutefois, si vous avez entré une valeur pour les Profondeur vide de plancher ou si l'épaisseur de la surface du plancher n'est pas paramétrée à 0, vous devez ajouter l'épaisseur de la surface du plancher ainsi que la profondeur du vide de plancher à la hauteur de plan de travail.

Entrez la marge autour de la zone, qui limite la partie où les données d'éclairement ne sont pas calculées ou inclus dans les résultats. Cette option peut être utile pour vous aider à éviter l'intégration de données d'éclairement potentiellement trompeuses proches de murs et de fenêtres. Une marge de 0,5 m est recommandée par CIBSE. DesignBuilder fixe la marge à 0 par défaut lorsqu'une marge n'est pas nécessaire pour certains calculs d'éclairement conforme aux crédits.

Taille principale de la grille qui peut être utilisé pour diviser le plan de travail lors des calculs d'éclairement. Une valeur importante diminuera le temps de calcul mais une résolution plus faible résultera du calcul.

Vous devez prendre en compte la surface et le nombre de zones dans le bâtiment lorsque vous spécifiez la taille max. Une grille très fine, impliquera des calculs Radiance bien plus long à s'achever. D'un autre côté, un maillage grossier dans une petite zone ne donnera pas une distribution de lumière correcte.

Vous devez utilisez une taille de grille maximale inférieure à 1,5m pour les calculs LEED EQ8.1.

La taille min de la grille est la dimension la plus petite qui peut être utilisée pour remplir les intervalles, lorsque la taille max est trop grande spécialement aux bords du plan de travail. Utilisez des valeurs faibles (0,01m par exemple) pour combler au maximum les intervalles entre la grille principale et les bords du plan de travail, afin d'obtenir des résultats continus. Il est courant d'utiliser une dimension minimale de 0,5 à 0,1 fois la taille maximale.

Pour conserver une grille uniforme sur tout le plan de travail fixer la dimension minimale de la grille égale à la dimension maximale.

Guide pour les calculs d'éclairement pour les crédits LEED, BREEAM, Green Star,...

DesignBuilder Radiance est idéal pour les calculs de conformité d'éclairement naturel avec les certifications comme LEED, BREEAM et Green Star. Dans ces cas, il est souvent impératif d'atteindre des niveaux d'éclairements les plus haut possible et étant donné que certains paramètres peuvent diminuer l'éclairement par rapport à ce qu'il devrait être, cette section vous donne des conseils sur les paramètres les plus appropriés à utiliser.

Les calculs conformes aux crédits LEED, BREEAM et Green Star demandent tous un "% de surface au sol ayant un niveau d'éclairement au-dessus d'un seuil" pour chaque zone et pour l'ensemble du bâtiment. Le tableau ci-dessous décrit comment obtenir les résultats les plus précis pour ce type de calcul.

Paramètre	Paramètre recommandé	Conseil
Détail prédéfinition	5-Précis	Vous devez utiliser la prédéfinition la plus détaillée possible. La 1-Rapide n'est pas destinée aux résultats d'un projet et ne doit pas être utilisée pour les calculs de certifications car elle sous-estime les niveaux d'éclairement. La 5-Précis permet une bonne précision ainsi qu'un niveau de détail correct. Nous vous recommandons de ne pas utiliser 6-Haute qualité pour ce type de calcul, car il n'ajoute pas beaucoup plus de précision dans les calculs, mais prend beaucoup plus de temps que le 5-Précis.
Nombre de réflexion pour calcul de l'ambiance	3-8	Les 5 prédéfinitions sont idéales pour des scènes simple de lumière naturelle, qui ont des espaces peu profonds avec des ouvertures relativement grandes. Cependant pour les modèles avec des plans profonds ou des petites fenêtres ou des complexités externes/internes du modèle, vous pouvez augmenter le nombre de réflexion fixé par défaut par le détail de prédéfinition. Les modèles qui ont une géométrie extérieure complexe nécessitent 8 réflexions pour s'assurer que la réflexion de la lumière est correctement traitée. Pour obtenir un impact correct de la réflexion du plancher vous devez utiliser au moins 5 réflexions. Conseil : Si vous n'êtes pas sûr de vous, tester avec différentes valeurs pour ce paramètre afin de voir l'impact sur les résultats.
Dimension Grille	Max: 0,2m Min: 0,05m	De toute évidence, plus la grille est fine, plus précis sont les résultats. Par contre, il est moins évident qu'utiliser des petites valeurs pour la taille min grille peut conduire à des résultats plus précis et des niveaux d'éclairement plus élevés. Ceci est dû au fait que des cellules de petite dimension peuvent occuper les bords du plan de travail, où les niveaux d'éclairement sont les plus élevés.
Marge	0	Utilisez une marge de 0 si vous souhaitez que l'ensemble du plan de travail soit inclus dans les résultats. Cela entraînera, la plupart du temps, un % de surface au sol au dessus du seuil plus grand, car les bords du plan de travail sont normalement trop près de l'emplacement des fenêtres.

Le nombre de réflexion est le nombre maximum de rebond. Le nombre de rebond pris en compte par Radiance varie en fonction du type de bâtiment, et du système d'éclairage naturel analysé. Il peut être fixé au nombre de réflexion requis par la lumière pour atteindre la plan de travail plus 1 ou 2 en plus pour réfléchir cette lumière dans l'espace.

Il doit normalement être fixé à 3 pour avoir des calculs assez précis, ou 2 si certains compromis sont acceptable. 4 n'apporte pas beaucoup plus de précision et 1 et 0 ne sont pas appropriés pour ce type de calcul.

Lorsque le nombre de réflexion est fixé à 0 les calculs de lumière ambiante sont désactivés, c'est à dire qu'uniquement la lumière directe du soleil/ciel est considérée.

Conseil : Il est possible de calculer la fraction du plan de travail qui a une vue sur l'extérieur en fixant ce paramètre à 0 et en mettant le seuil d'éclairement à 0. Ensuite visualiser la surface au sol au dessus du seuil dans les sorties cartographiées. Cette sortie est nécessaire pour un certain nombre de code, notamment le Code pour l'habitat durable.

Si ce paramètre est fixé à 1, la lumière atteignant les surfaces intérieures provient du rayonnement direct du soleil, du ciel diffus et de la première réflexion d'un rayonnement directe. Les réflexions d'un ciel diffus de surfaces internes ou externes sur des surfaces internes ne sont pas prises en compte. Des réflexions supplémentaires peuvent être ajoutées pour considérer des flux supplémentaires.

Ce paramètre correspond à l'erreur maximale (exprimée en fraction) autorisée pour l'interpolation de l'illuminance indirecte.

Vous devez généralement utilisez une valeur comprise entre 1 et 0,1. Une valeur plus faible donnera une meilleure précision. Une valeur de 0 n'autorisera aucune interpolation.

Fixer une précision de l'ambiance (c'est à dire mettre une valeur différente de 1) augmentera par 4 le temps de calcul.

La résolution de l'ambiance donne la distance entre les calculs ambiants en déterminant la densité maximale utilisée pour l'interpolation. Les facteurs qui influencent l'échelle sur laquelle l'interpolation apparaît sont :

L'espace minimum entre l'échantillonnage de points de l'illuminance indirecte hémisphérique est la dimension maximale de la scène multipliée par la précision de l'ambiance divisée par la résolution de l'ambiance. En d'autres termes, pour les distances inférieures à ce minimum, le calcul aura toujours recours à l'interpolation, plutôt que de créer plus d'échantillons, indépendamment des erreurs possible avec cette interpolation. Ceci permet de supprimer un temps de calcul non nécessaire à résoudre des gradients d'illuminance pour une graduation négligeable. Cette distance donne l'échelle à laquelle la précision d'interpolation commence à se détériorer à partir du paramètre de précision d'ambiance. L'intervalle minimum Smin est :

Où la dimension de la scène Dmax est la dimension maximale de la zone traitée.

L'effet de l'augmentation de ce paramètre dépend de la zone, mais en générale, le temps de calcul peut augmenter par 4 si cette valeur est doublée.

La division d'ambiance fixe le nombre initial de rayon d'échantillonnage envoyé de chaque point de l'ambiance dans l'hémisphère pour déterminer la lumière indirecte incidente. L'erreur d'éclairement indirect dans les calculs de Monte Carlo sera inversement proportionnelle à la racine carrée de ce nombre. Une valeur de 0 n'impliquera aucun calcul indirect.

La division d'ambiance et le nombre de sur-échantillon peuvent aider à réduire les interférences dans le calcul. En paramétrant ces options à des valeurs plus élevées, plus de rayons seront traités lors du calcul ambiant d'un point.

Des valeurs élevées pour ce paramètre (4096 est peut-être la valeur la plus élevée qui sera utilisée dans des circonstances normales) minimiseront la fragmentation des sorties d'éclairement mais ralentiront les calculs. Doubler ce paramètre augmentera approximativement par 4 le temps de calcul.

Nombre de sur-échantillons d'ambiance (appliqué aux divisions si besoin) (-as)

Le nombre de rayons supplémentaires sera utilisé pour échantillonner des surfaces, qui ont l'air d'avoir un écart important. Le nombre de sur-échantillon doit généralement être fixé à 1/2 ou 1/4 de la division d'ambiance. Les sur-échantillons sont appliqués uniquement à la division d'ambiance.

L'augmentation de ce paramètre réduira les interférences dans les régions où la lumière indirecte change rapidement, mais augmentera le temps de calcul.

Hemispherical sampling at the first level will always be initiated from the first point supplied to rtrace. From these hemispherical sampling rays, the ambient calculation will predict the way the indirect irradiance is changing about that point (the indirect irradiance gradient). The calculation also evaluates an estimation of error associated with the prediction for the irradiance gradient. These quantities, together with the Ambient accuracy parameter, are used to determine a “radius of validity” for the gradient estimate. If the next point supplied to rtrace is within this radius, the indirect irradiance is evaluated from the gradient estimate and not from further hemispherical sampling. In other words, the value is obtained by a form of interpolation rather than by actual sampling.

Irradiance interpolation can occur across the points supplied to rtrace, so hemispherical sampling at the first level will not necessarily be initiated from every point in the working plane supplied to rtrace.

It is important to appreciate the element of chance at work whenever hemispherical sampling is used. If the number of initial sampling rays were set too small, the calculation might, for example, miss a bright patch even though it was visible from the point at which the rays were spawned. Likewise, an unrepresentative chance “hit” of a small bright patch by one of the sampling rays can produce a gross overestimate for indirect irradiance. In a rendering, the artefacts associated with ambient undersampling can cause bright and dark blotches.

To minimise blotches we need to set a sufficiently high value for the number of initial sampling rays, Ambient divisions. Hemispherical sampling is generally too expensive to initiate at every surface visible from the eye point. The calculation needs good indirect irradiance estimates from sampling at a limited number of locations. We then rely on the irradiance interpolation algorithm to estimate missing values. To generate a fairly smooth rendering for a daylight calculation accounting for the first level of inter-reflection, we would need to set moderately high resolution values for the ambient parameters.