Docteur Daylight 23/24 | La lumière du jour, il y a plus que ce que l'on voit à première vue

1) Vous recherchez une quantité suffisante de lumière ? Cela implique de concevoir et de calculer la LUMIÈRE DIFFUSE à l'aide du Daylight Visualizer/règle générale. 

-  Objectif : dimensionner et positionner les ouvertures de manière à obtenir au moins 300 lux (DF2 %) /500lux (DF3,3 %) ou 750lux (DF5 %)*. 5 % DF signifie que l'on n'a plus besoin de lumière artificielle pendant la journée, tout au long de l'année (*valeurs pour la Belgique).

- La lumière directe qui n'est présente qu'à certains moments n'est pas prise en compte. Cette recherche n'est donc pas sensible à l'orientation !

- Le moment de référence est le 21 mars à midi, avec un ciel couvert et blanc. Nous prenons cette valeur comme référence pour l'année : ce que j'ai à ce moment-là, je l'aurai généralement tout au long de l'année.

- Règle générale en l'absence d'un programme de simulation : la lumière ne parvient à atteindre que deux fois la hauteur de l'ouverture. Plus l'ouverture est haute, plus elle est performante. De plus, il y a moins d'obstacles en hauteur.

- Pensez lux/fonction plutôt que lux/espace.

- La lumière la plus performante vient d'en haut : plus l'ouverture est plate, plus elle est performante (jusqu'à 3 fois plus pour la même surface).
- Défi : lors d'une extension, ramener la lumière dans l'espace central qu'elle possédait à l'origine mais qu'elle a perdue après l'extension.
- Comment ? En créant une ouverture de la bonne taille au bon endroit.

2) Vous recherchez la lumière directe du soleil ? = à la recherche de beaux effets de lumière.

Ici, nous travaillons avec la LUMIÈRE DIRECTE DU SOLEIL et recherchons les moments et les endroits où nous pouvons la capter. Éclairer un mur, voir une belle ombre le matin ou le soir. L’heure et l'endroit sont importants, en lien avec l'orientation. C'est ce qui crée l'ambiance de votre maison. C'est complètement différent de l'objectif 1. L'orientation est ici primordiale. Il faut savoir parfaitement quelle lumière directe on souhaite : suffisante, maîtrisée et pas trop, il faut trouver le bon équilibre.

- Objectif : selon la norme EN17037, une pièce habitable doit bénéficier de 1,5 à 3 heures d'ensoleillement direct par jour pour être considérée comme un espace de vie sain et agréable.

- Pour cela, nous avons besoin de connaître la position du soleil : où se trouve-t-il et à quelle altitude ? Voir sunearhtools.com.

- Le moment clé est la position maximale du soleil en Belgique est de 62° le 21 juin à midi; le 21 mars, le soleil est à 40° et le 21 décembre à 17°.
- A noter que dans le Sud, le soleil atteint son point culminant, mais sa lumière ne pénètre pas profondément à l'intérieur, ce qui accentue les contrastes. À l'est et à l'ouest, le soleil est plus bas et s'infiltre davantage à l'intérieur. Pour cette même raison, la lumière du soleil pénètre plus loin dans le sud au printemps et en automne qu'en été.

- En ville, on peut affirmer qu'à partir du 21 mars, le soleil commence à briller à 40° au-dessus des voisins. C'est le soleil que l'on veut capter ou contre lequel on veut se protéger.

- A noter que le soleil dépasse l'Ouest et commence aussi plus tôt que l'Est à partir du 21 mars ! Par conséquent, une ouverture orientée vers le nord (s'il n'y a pas d'obstacles bas à l'est ou à l'ouest, du moins) permet de bénéficier d'une lumière directe.

- Attention : à partir du 21 mars, le soleil se déplace plus loin à l'ouest et commence également plus tôt à l'est ! Ainsi, la lumière directe peut effectivement entrer par une ouverture orientée vers le nord (à condition qu'il n'y ait pas d'obstacles bas à l'est ou à l'ouest).
- Une ouverture dans le toit (plat) est moins sensible à l'orientation.
- Rendez cette lumière directe rare plus perceptible sur un mur que sur le sol, où elle se perd souvent entre les meubles.

- Une fine ouverture lumineuse située contre un mur au nord permet de bénéficier d'une lumière directe visible sur ce mur tout au long de la journée. Parfait pour un mur accentué.
- Défi : Faire entrer la lumière directe du soleil dans une pièce orientée au nord.
- Cette lumière directe contient de la lumière bleue le matin qui nous active et nous donne de l'énergie : idéal pour se réveiller, donc pour les chambres à coucher.
- Effets : lumière oblique, ombres d'arbres ou de feuilles, eau, reflets, couleurs, éblouissement, éviter de travailler dans sa propre ombre ...

- Comment ? De longues ouvertures étroites au bon endroit, de petites ouvertures bien pensées... = ATMOSPHÈRE.

3) Créer des perspectives ?

 
Nous souhaitons tous admirer un magnifique coucher de soleil. Il y a l'horizon, le ciel et le sol : conformément à la norme EN17037, il est nécessaire de pouvoir apercevoir au moins deux de ces trois éléments pour éviter de se sentir confiné. L'horizon doit toujours être inclus.

- Que voulez-vous voir : uniquement le tronc de l'arbre dans votre jardin ou sa cime, le ciel et le soleil ?

- Attention à l'éblouissement : il s'agit de la différence entre une surface très éclairée et une surface plus sombre à côté. Ce ratio ne doit pas être trop élevé (entre 1/3 et 1/10).
C'est la raison pour laquelle une extension présente souvent de grandes fenêtres. Cependant, ne vous laissez pas induire en erreur : une fenêtre large ne signifie pas qu'elle est haute, et la lumière ne sera pas forcément intense même si la vue est agréable et étendue.

- La hauteur des yeux est de 155 cm pour les adultes et de 125 cm pour les enfants : veillez à maintenir cette hauteur dégagée pour optimiser votre vision. Cette ligne doit se situer au centre de votre ouverture.
- Ne vous concentrez pas uniquement sur le soleil, mais pensez également à la lune et aux étoiles visibles la nuit. C'est parfois encore plus magique !

4) La lumière du jour sans surchauffe : la surchauffe se produit lorsque la lumière du soleil pénètre directement à travers le verre. Il est donc essentiel de concevoir une enveloppe de bâtiment intelligente, avec une inclinaison et une forme de toit adaptées.

 - Le nord est low-tech, le sud est high-tech : un jardin orienté vers le nord pourrait finalement ne pas être une si mauvaise idée.

- Règle générale : on peut considérer qu'une façade orientée au nord peut comporter jusqu'à 60 % d'ouvertures, mais les autres orientations ne doivent pas dépasser la moitié, afin d'éviter la surchauffe.

- Deux ouvertures au nord contre une ouverture au sud.
Le concept du toit en shed en tant que modèle idéal : une ouverture orientée vers le nord sur une inclinaison où la lumière directe du soleil ne pénètre pas.
- Être aussi performant que possible avec le moins d'ouvertures possible.

- Une pièce orientée au sud ou à l'ouest n'est pas la meilleure option : à l'ouest, en fin de journée, la lumière du soleil contient davantage de rayons infrarouges, ce qui entraîne une surchauffe en fin de journée, empêchant ainsi la pièce d'évacuer cette chaleur avant d’aller se coucher.

- La surchauffe ne peut être évitée que par l'utilisation de pare-soleil ou de volets extérieurs. Les stores intérieurs ne sont pas efficaces pour contrer la chaleur. Si aucune autre option n'est disponible, il est conseillé d'évacuer immédiatement la chaleur générée par une ventilation adéquate.

- Nous souhaitons tirer parti de la chaleur de la lumière directe en hiver (gain solaire), mais pas en été. En Belgique, nous sommes encore un pays où nous consommons plus d'énergie pour nous chauffer en hiver que pour nous rafraîchir en été. C'est pourquoi il n'est pas judicieux d'envisager des vitrages solaires, qui présentent l'inconvénient de laisser passer moins de lumière tout au long de l'année. Cela peut toutefois être une bonne solution si vous disposez de suffisamment de lumière (effectuez une simulation lumineuse avec des vitrages spéciaux et vérifiez si le facteur de lumière du jour est adéquat ; si c'est le cas, vous avez trouvé un bon compromis). Souvent, la situation est différente et toute la lumière du soleil est nécessaire pour atteindre le niveau souhaité avec du verre standard, et un handicap supplémentaire n'est pas envisageable.

- Ventilation naturelle en été et ventilation mécanique en hiver
- N'oubliez pas non plus de travailler avec des masses inertes. Nous devons nous pencher davantage sur cette question et élaborer des concepts clairs. L'inertie repose sur un long temps d'absorption de la chaleur, mais celle-ci est également restituée lentement. Les maisons en bois perdent leur chaleur dès qu'une fenêtre est ouverte en hiver, en raison de leur manque de chaleur accumulée. De telles batteries/masses sont prévues dans les greniers et les vérandas, qui sont exposés à la lumière directe en hiver et pas en été, et fonctionnent avec des cheminées massives à sommet fermé ou ouvert pour assurer une ventilation par surpression. Nous connaissons les techniques du passé.

5) Ventilation : toute ouverture permettant à la lumière d'entrer contribue à la circulation de l'air. 

- L'air chaud monte, il doit donc être évacué : ce phénomène est connu sous le nom d'effet de cheminée, et une différence de hauteur de 4 m entre l'entrée et la sortie d'air est idéale. 

- Il est également possible d'aérer en créant des courants d'air à travers des ouvertures situées dans les quatre coins. Cela s'appelle la ventilation transversale. 

- Pensez au refroidissement nocturne : une ouverture centrale dans le bâtiment permet d'évacuer tout l'air chaud durant la nuit. En maintenant des fenêtres ou des portes intérieures ouvertes, chaque pièce est connectée au couloir central ou à la cage d'escalier. L'ensemble du bâtiment bénéficie ainsi d'une température moins élevée pour commencer la journée suivante.

6) Une ouverture pour créer de l'espace : exploitez l'épaisseur de vos murs ou de votre toit. À chaque fois que vous créez une ouverture, vous créez un nouvel espace. Cela s'explique par le fait que nos murs extérieurs et nos toits sont de plus en plus épais.

- Plus une ouverture est large, plus elle est efficace. On peut alors lui attribuer une nouvelle fonction. Plus c'est large, mieux c'est !

- Faites-le au-dessus d'un escalier ou dans des pièces à plafond bas, par exemple en ouvrant le plafond. Superposez les fenêtres et montez aussi haut que possible verticalement afin de concentrer la lumière et de libérer de l'espace. 

- L'idée : la lumière rend une pièce sombre exploitable. 

- Défi : rendre le toit habitable. 

- À éviter : ajouter une extension pour gagner un peu d'espace tout en perdant toute la lumière de la pièce.

7) Ce que la lumière du jour ne peut pas faire ou ce qui n'est pas une bonne idée: quelques exemples 
- La lumière du jour n'atteint pas facilement les coins. L'idée de laisser la lumière entrer par une niche sur le côté d'un couloir et d'espérer que tous les appartements avec une fenêtre intérieure bénéficieront de cette lumière ne fonctionnera pas. La lumière ne sortira pas de cette niche/trémie.

- Un toit en shed orienté vers une autre direction que le nord n'a aucun sens.
- Une fenêtre coulissante très large dans une extension ne permet pas à la lumière de pénétrer en profondeur. Ne sous-estimez pas l'impact d'une fenêtre verticale. 

- Une salle de sport dotée d'une grande ouverture orientée vers le nord permettra à la lumière basse provenant de l'ouest d'éclairer toute la pièce. À partir de trois heures de l'après-midi, cette lumière basse dans les yeux peut devenir inconfortable. Les fenêtres orientées vers le nord ne garantissent pas toujours une protection adéquate. En revanche, une ouverture étroite située au zénith, contre un mur au centre d'une salle de sport, aura un impact considérablement réduit sur un terrain de jeu en raison de la position élevée du soleil. Il est donc essentiel de s'assurer de leur bon positionnement.

- Une extension vers le sud est nettement plus complexe à gérer qu'une extension vers le nord.  

- Concevoir un passage du côté nord est une très mauvaise idée, surtout si cela est fait uniquement pour des raisons d'uniformité avec le côté sud. Un passage au nord empêche complètement la lumière d'entrer.

- Il est également superflu de prévoir une fenêtre de raccordement au mur sans retirer le linteau situé derrière. Ce linteau bloque entièrement la lumière. Il serait préférable de prévoir une ouverture de toit plate à la même distance que la hauteur du linteau.

LE SAVIEZ VOUS : C'est l'inclinaison de la Terre qui est à l'origine des saisons. Cette inclinaison est d'environ 23°. Lorsque la Terre est inclinée par rapport au soleil, c'est l'hiver, et lorsqu'elle est inclinée vers le soleil, c'est l'été. En résumé : la Belgique se trouve à 50° de latitude. Le 21 mars, le soleil est perpendiculaire à l'équateur, soit à 90°. Pour la Belgique, cela signifie donc 90°-50°=40°. Ces 40° correspondent à la position maximale du soleil à midi ce jour-là. Grâce à l'inclinaison de 23°, on peut rapidement calculer la hauteur du soleil en été : 40° + 23° = 63°. En hiver, cela donne 40° - 23° = 17°.

La lumière est magique, elle possède de nombreuses caractéristiques capables de métamorphoser les lieux, ainsi que les individus qui les habitent. La lumière a un potentiel immense, mais nous avons tendance à l'ignorer car elle nous paraît si naturelle. Si l'on se résigne à son absence, cela nous coûtera plus cher par la suite.

Les ouvertures dans le toit sont souvent les premières à être supprimées en raison de limitations budgétaires. La question « Souhaitez-vous une ouverture ? » se transforme alors en un enjeu financier, reléguant l'idée d'une ouverture à une simple option. Cependant, si l'on explique mieux pourquoi ce n'est pas une option et si l'on en souligne clairement l'importance réelle, on comprend souvent à quel point une ouverture peut être importante et indispensable : pour apporter de la lumière dans la pièce adjacente, pour introduire de la lumière directe dans une pièce orientée au nord, pour permettre à suffisamment de lumière naturelle d'illuminer un espace. Il faut le ressentir, le voir. Rien n'est plus convaincant que de voir l'effet de la lumière pour en comprendre l'importance. Construire une cuisine avec un îlot central en imaginant les moments romantiques autour du bar s'effondre comme un château de cartes si cet espace se situe dans la zone la plus sombre de votre extension. La valeur de cette unique ouverture est négligeable par rapport au coût de la cuisine elle-même, mais elle transformera complètement l'expérience de cet espace.  

Un autre exemple est la valeur d'une petite ouverture étroite placée judicieusement, permettant à la lumière directe d'éclairer un mur tout au long de la journée dans une pièce qui, en raison de son orientation, ne reçoit habituellement jamais de lumière directe.  

C'est pourquoi le récit de l'architecte est si crucial et pourquoi il est préférable de réaliser des rendus uniquement avec de la lumière naturelle (sans éclairage artificiel). Cela révèle la véritable essence de votre bâtiment. Il est essentiel d'expliquer clairement au client final pourquoi une certaine ouverture est indispensable, quelle magie et quelle vie elle engendre.  

Il est d'ailleurs frappant de constater la valeur ajoutée d'une ouverture bien conçue par rapport au coût réel de sa création. La lumière du jour est un lux, mais ce n'est pas un luxe, ni une option.

Elle est essentielle et représente le meilleur investissement. Expliquer cela à votre client de manière claire, en utilisant des outils pour illustrer ce que cela peut signifier et l'impact que cela peut avoir sur la perception de son espace, sur la valeur de son bâtiment et sur son bien-être, tel est l'objectif que la Daylight Academy a poursuivi tout au long de ces chapitres.