Wetenschappelijk en Technisch Centrum voor het Bouwbedrijf Université Catholique de Louvain WenK

WenK

Beknopte handleiding voor de bouw van schaalmodellen Ten behoeve van het gebruik en van metingen onder de kunsthemel van het WTCB

Bodart Magali Deneyer Arnaud Moenssens Nelly

1

Wetenschappelijk en Technisch Centrum voor het Bouwbedrijf Afdeling Bouwfysica en Binnenklimaat Avenue Pierre Holoffe 21 B-1342 Limelette België Tel : +32 2 655 77 11 Fax : +33 2 653 07 29 Website : www.bbri.be Université Catholique de Louvain Architecture et Climat Place du Levant 1 B-1348 Louvain-la-Neuve Belgique Tel : +32 10 47 91 52 Fax : +32 10 47 21 50 Website : http://www-climat.arch.ucl.ac.be WenK Instituut voor Wetenschap en Kunst Afdeling Architectuur, St.-Lucas Gent Hoogstraat, 51 B-9000 Gent België Tel : +32 9 225 10 00 Fax : +32 9 225 80 00 Website : http://www.architectuur.sintlucas.wenk.be/

Inhoud

1

2

3

4

5

6

INLEIDING __________________________________________________________________________________________ 3 1.1 FYSISCHE EIGENSCHAPPEN VAN HET LICHT EN INVLOED VAN DE SCHAAL OP HET LICHT _____________________ 3 1.2 GEBRUIK VAN SCHAALMODELLEN VOOR ONTWERPDOELEINDEN __________________________________________ 4 1.3 GEBRUIK VAN SCHAALMODELLEN ALS ONDERZOEKSINSTRUMENT_________________________________________ 4 1.4 BEPERKINGEN VAN SCHAALMODELLEN ________________________________________________________________ 4 BESCHIKBARE INSTRUMENTEN ________________________________________________________________________ 5 2.1 VERLICHTING VAN DE HEMEL (MIRROR BOX EN KUNSTHEMEL MET 1 LAMP) _________________________________ 5 2.1.1 MIRROR BOX________________________________________________________________________________ 5 2.1.2 KUNSTHEMEL MET 1 LAMP ___________________________________________________________________ 6 2.1.3 ZONLICHT __________________________________________________________________________________ 7 BEOORDELING EN ONDERZOEK VAN DE RESULTATEN____________________________________________________ 8 3.1 KWALITATIEF ONDERZOEK____________________________________________________________________________ 8 3.1.1 RECHTSTREEKSE WAARNEMINGEN ___________________________________________________________ 8 3.1.2 WAARNEMINGEN MET HET FOTOTOESTEL OF DE DIGITALE CAMERA ______________________________ 8 3.2 KWANTITATIEVE ONDERZOEKEN ______________________________________________________________________ 9 3.2.1 METINGEN VAN DE VERLICHTINGSSTERKTE ____________________________________________________ 9 3.2.2 METING VAN DE DAGLICHTFACTOR (BEDEKTE LUCHT CIE) _______________________________________ 9 3.2.3 METING VAN DE LUMINANTIE ________________________________________________________________ 10 BEKNOPTE HANDLEIDING VOOR DE BOUW VAN SCHAALMODELLEN _______________________________________ 11 4.1 DE SCHAAL EN DE GROOTTE VAN MODELLEN __________________________________________________________ 11 4.2 GEOMETRIE VAN HET MODEL EN MODELVORMING VAN DE WANDEN ______________________________________ 14 4.3 PLAATSING VAN DE MEETAPPARATUUR _______________________________________________________________ 15 4.4 KLEUREN EN WEERKAATSINGSCOËFFICIËNTEN VAN DE WANDEN ________________________________________ 16 4.5 SOORT SAMENSTELLENDE MATERIALEN VAN DE WANDEN EN ONDERLINGE VERBINDINGEN VAN DIE WANDEN _ 17 4.6 MODELVORMING VAN DE BUITENVLOER EN VAN DE LOKALEN DIE NIET OP HET GELIJKVLOERS GELEGEN ZIJN _ 18 4.7 MODELVORMING VAN BUITENHINDERNISSEN __________________________________________________________ 18 4.8 MODELVORMING VAN DE OPENINGEN _________________________________________________________________ 18 4.9 AANPASBAARHEID VAN HET MODEL___________________________________________________________________ 19 BIJLAGEN__________________________________________________________________________________________ 20 5.1 BIJLAGE A : WEERKAATSINGSCOËFFICIËNTEN VAN BEPAALDE MATERIALEN EN KLEURENKAARTEN WAARVAN DE WEERKAATSINGSCOËFFICIËNTEN DIE ZO DICHT MOGELIJK BENADEREN _____________________________________ 20 5.2 BIJLAGE B : KLEURMETINGEN VAN KLEURENKAARTEN (Y = WEERKAATSINGS- COËFFICIËNT) _________________ 21 5.3 BIJLAGE C : TABEL MET DE AANBEVOLEN GEMIDDELDE WAARDEN EN MINIMUMWAARDEN VAN DE DAGLICHTFACTOR VOLGENS HET GEBOUW EN DE ACTIVITEIT ______________________________________________ 23 5.4 BIJLAGE D : MODELVORMING VAN HET HEMELGEWELF VANUIT DE VERDELING VAN TREGENZA ______________ 24 BIBLIOGRAFIE ______________________________________________________________________________________ 25

Beknopte handleiding voor de bouw van schaalmodellen

1


2

1

INLEIDING

De natuurlijke verlichting is een van de sleutelelementen voor een geslaagd architectuurproject. Omwille echter van het uitzonderlijk complexe gedrag van het daglicht, verwaarlozen tal van architecten de intrinsieke eigenschappen van het daglicht ten gunste van het beter aanpasbare kunstlicht [DH 2001]. Niettemin is daglicht de meest aangename, de meest performante en de meest economische manier van verlichten … Zijn veranderlijkheid blijkt bijzonder gunstig voor het comfort van de bewoners. Zijn oordeelkundig gebruik is een belangrijke troef voor de ontwikkeling van de architecturale, energetische en milieueigenschappen van een gebouw. Het daglicht is dus de omgevingsverlichting bij uitstek. Het daglicht is dus een bijzonder waardevol architecturaal middel. Het beïnvloedt in een gebouw de ruimten, vormen, structuren, materialen, kleuren alsook de betekenis van het bouwwerk. Bovendien vormt het de kern zelf van de scheppende kracht: iets tot uitdrukking brengen, dat wil zeggen in het licht stellen, uit de schaduw halen. Figuur 1 :Fréjus- Frankrijk In termen van verlichting is het voor ontwerpers eveneens belangrijk Lycée Albert Camus, arch Sir om de doelmatigheid van hun keuzes in te kunnen inschatten, zowel N. Foster (wat betreft) de energetische prestaties (graad van afhankelijkheid van het gebouw van kunstlicht) of de menselijke prestaties (visueel comfort). De bouw van een maquette kan een zeer interessante oplossing voor een dergelijke studie zijn. Immers, het visuele effect dat men ondervindt wanneer men de maquette onder een kunstmatige of onder een natuurlijke hemel plaatst, en men gewoonweg in de maquette kijkt, is identiek aan datgene wat men gewaarwordt in het gemodelleerde lokaal. Die visuele gewaarwording kan niet worden gereproduceerd door een ander middel zoals een computerprogramma voor de berekening van de verlichting, omdat dat laatste niet in staat is het driedimensionale effect dat men in een reële situatie ondervindt, te integreren. Architecten gebruiken al eeuwenlang maquettes om een getrouw beeld te krijgen van de vorm van het gebouw en om zijn gevels en binnenruimten te ontwerpen. Een maquette moet kunnen worden gebruikt als een hulpmiddel voor het ontwerp van de verlichting. Door bij de bouw van een maquette van een bouwwerk bijzondere zorg te besteden aan enkele belangrijke punten, kan die maquette ook worden gebruikt voor de uitvoering van een verlichtingsstudie. 1.1

FYSISCHE EIGENSCHAPPEN VAN HET LICHT EN INVLOED VAN DE SCHAAL OP HET LICHT

In tegenstelling tot de modellen die de thermiek en akoestiek onderzoeken, vereisen de fysische modellen die het licht bestuderen geen enkele schaalcorrectie en kunnen zeer nauwkeurige resultaten opleveren. De golflengte van het zichtbare licht is dermate klein vergeleken met de afmetingen van een schaalmodel, dat zijn gedrag slechts zeer weinig wordt beïnvloed door het gebruik van een schaalmodel. Rekening houdend met de menselijke visuele waarneming, merkt men geen enkel visueel verschil tussen de realiteit en een schaalmodel. Bij de bouw van een precieze maquette van een lokaal, dat wil zeggen waarbij de geometrie alsook de karakteristieken van de binnenwanden (kleur, glans, …) en zijn meubilair zorgvuldig worden gerespecteerd, vindt men dezelfde hoeveelheid en kwaliteit van het licht als in een reëel lokaal (onder identieke hemelvoorwaarden). De visuele indruk ligt zeer dicht bij, en is zelfs identiek aan deze die men voelt in een reëel lokaal.


3

1.2

GEBRUIK VAN SCHAALMODELLEN VOOR ONTWERPDOELEINDEN

Van de verschillende technieken waarover de ontwerper beschikt, heeft het schaalmodel een aantal voordelen waardoor het bijzonder aantrekkelijk is voor de studie van de natuurlijke verlichting : Een schaalmodel is een zeer eenvoudig, zeer didactisch ontwerpinstrument dat zeer gemakkelijk wordt begrepen zonder te theoretisch te worden. Schaalmodellen laten toe nauwkeurige studies uit te voeren met beperkte budgetten. Zelfs zeer eenvoudige modellen kunnen reeds een goed visueel beeld van de lichtomgeving geven. De bouw van een schaalmodel is een eenvoudige manier voor de studie van daglicht in een lokaal met een complexe vorm, met niet-rechtlijnige geometrische ruimten. Het modelleren van een dergelijke ruimte met de computer zou veel omslachtiger en tijdrovender zijn. Een maquette laat ook toe om de invloed van de variatie van de geometrie, van weerkaatsingscoëfficiënten of kleuren van de gebruikte materialen snel te onderzoeken. Zodoende kan men snel beslissingen nemen omtrent de visuele invloeden of de verlichtingsniveaus. Schaalmodellen leveren kwalitatieve gegevens op vanuit visuele waarnemingen of foto's. Die geleverde informatie kan de ontwerper wijzen op eventuele verblindingsproblemen of andere problemen betreffende het visuele comfort. In schaalmodellen kan men ook de bereikte kwantitatieve waarden van de verlichting of verlichtingssterkte meten. Aan de hand van die waarden kan men dan de vereiste kunstverlichting dimensioneren en het elektriciteitsverbruik alsook de eruit voortvloeiende koelbelasting berekenen. De natuurlijke verlichting in een gebouw kan ook op dynamische manier worden onderzocht met behulp van een videocamera, en dit zowel onder een kunsthemel als een natuurlijke hemel. Hiermee kan men dan de schommelingen van de verlichting in het gemodelleerde lokaal visueel voorstellen. Het is vaak goedkoper om een maquette te bouwen en die te testen onder een kunsthemel, dan een verlichtingsstudie te laten uitvoeren door computermodellering door een bureau/of gespecialiseerde instelling. Bovendien kan een schaalmodel ook worden gebruikt voor de studie van andere aspecten van de natuurlijke verlichting in een gebouw (ruimtelijke inrichting, gebruik van kleuren, meubilair, integratie in de site, …). 1.3

GEBRUIK VAN SCHAALMODELLEN ALS ONDERZOEKSINSTRUMENT

In de studie van de prestaties van nieuwe concepten op gebied van natuurlijke verlichting, worden schaalmodellen gebruikt voor de voorafgaandelijke validering van die concepten. Ze kunnen eveneens worden gebruikt voor de studie van de karakteristieken van nieuwe materialen zoals prismavormige of holografische elementen. In dat geval laten studies op maquettes toe de karakteristieken van deze systemen te transponeren op computerprogramma's. Men moet immers de prestaties en karakteristieken van die elementen goed begrijpen, alvorens ze met de computer te kunnen simuleren. 1.4

BEPERKINGEN VAN SCHAALMODELLEN

Schaalmodellen kunnen heel nauwkeurig worden gebouwd, door ieder detail van de ruimte te simuleren. Een heel nauwkeurig en gedetailleerd model is echter zeer duur en is onvoldoende flexibel voor verlichtingsstudies. Het kan niettemin worden gebruikt voor een nauwkeurige weergave van het eindproject, wat zowel voor de architect als voor de klant interessant is. Een van de beperkingen inherent aan schaalmodellen is dat men er momenteel nog niet in geslaagd is om de gebruikte materialen (bakstenen, beglazing, …) te verkleinen; het gebruik van reële materialen op schaal in maquettes kan leiden tot fouten in de kwantitatieve resultaten. De kunstmatige verlichting kan moeilijk worden geïntegreerd in de verlichtingsstudies op schaalmodellen. De sterkte van kunstlicht kan, in tegenstelling tot de distributie van de luminantie van armaturen, niet worden gesimuleerd, wat tal van problemen oplevert.


4

2

BESCHIKBARE INSTRUMENTEN

De studie van de natuurlijke verlichting kan gebeuren onder een natuurlijke hemel of onder een kunsthemel. Een kunsthemel heeft het voordeel dat hij een in de tijd stabiele lichtomgeving heeft en dat er metingen in kunnen worden verricht onder welomschreven lichtvoorwaarden, wat de vergelijking tussen diverse ontwerpen mogelijk maakt. De metingen onder een natuurlijke hemel stellen echter enkele praktische problemen in de mate dat de hemel zeer veranderlijk is in de tijd, vooral in België. Bovendien moet men over een ingewikkeld instrumentarium beschikken wil men hem nauwkeurig kunnen typeren. Om natuurlijke verlichting in het laboratorium te onderzoeken, maakt men doorgaans een onderscheid tussen de verlichting die van de hemel komt en deze die van de zon komt. Door de metingen uitgevoerd onder een kunsthemel en een kunstzon op elkaar te leggen, bekomt men resultaten voor omstandigheden onder een zonnige hemel. 2.1

VERLICHTING VAN DE HEMEL (MIRROR BOX EN KUNSTHEMEL MET 1 LAMP)

Het Wetenschappelijk en Technisch Centrum voor het Bouwbedrijf (WTCB) beschikt in het proefstation van Limelette over een laboratorium voor het onderzoek van de natuurlijke verlichting. Dit laboratorium biedt twee soorten hemel, met verschillende doelstellingen. 2.1.1

Mirror Box

De eerste is een hemel met spiegels, "Mirror Box" genoemd. Hij bestaat voornamelijk uit een ruimte die bekleed is met weerkaatsende spiegels en een lichtplafond bestaande uit tlbuizen die afgeschermd zijn met een diffunderend materiaal. Deze hemel biedt het voordeel didactisch te zijn en de mogelijkheid vrij grote modellen te onderzoeken, waardoor de duur en dus de kosten van de metingen kunnen worden beperkt. Met behulp van deze hemel kan een bewolkte hemel volgens de CIE (Commission Internationale de l'Eclairage) worden gesimuleerd en de resultaten volgend uit de waarnemingen of metingen onder deze hemel zijn reeds vrij nauwkeurig. Bovendien kan ook de daglichtfactor worden gemeten. Anderzijds echter is de lichtdistributie beperkt tot dit model van de bewolkte hemel volgens de CIE. Men moet zich echter bewust zijn van het feit dat de aanwezigheid van de maquette de lichtdistributie wijzigt, omdat ze bepaalde spiegels verbergt

Figuur 2 : Schematische doorsnede van de Mirror Box

en een soms niet te verwaarlozen rol speelt op de onderlinge weerkaatsingen daartussen. Om de invloed van de maquette op de lichtdistributie in de Mirror Box te beperken, moet men de hoogte van de maquette beperken tot 70 cm.


5

Figuur 3 : Voorbeeld van de studie van de natuurlijke verlichting in de « Mirror Box » : buitenzicht

2.1.2

Figuur 4 : Voorbeeld van de studie van de natuurlijke verlichting in de « Mirror Box » : binnenzicht

The one lamp artificial sky

De tweede hemel is een hemel van het koepeltype waarmee iedere hemeldistributie kan worden gesimuleerd. Hij bestaat uit een lichtbron en een draaitafel waarop de maquette wordt geplaatst. De lichtbron die de hemel modelleert is vast en simuleert slechts een deel van het hemelgewelf (meer bepaald 1/145ste). De volledige koepel kan worden gereconstrueerd via de 145 verschillende gezichtshoeken die door de maquette worden aangenomen dank zij het dubbele rotatiesysteem (rotatie volgens twee Figuur 5 : Schematisch beeld van de one lamp artificial sky orthogonale assen). and sun De binnenverlichting, ongeacht de lichtverdeling van de hemel, kan aldus worden berekend door de resultaten van de 145 metingen te wegen en op elkaar te plaatsen [Tre 1987], zie 5.4 Eenmaal die metingen uitgevoerd zijn, kan iedere combinatie van hemel worden geïnterpoleerd. De metingen, alsook het op elkaar plaatsen van hun resultaten worden geautomatiseerd. Zodoende volstaan 55 minuten om het model te typeren, ongeacht het gekozen uur of het soort hemel. Men moet er echter rekening mee houden dat ofschoon dergelijke hemel nauwkeurige metingen van de natuurlijke verlichting toelaat, hij geen rechtstreeks beeld geeft van de in het model bereikte lichtomgevingen, dit in tegenstelling tot de Mirror Box. Wel kan men een beeld van de binnenomgeving van het model krijgen door een computergestuurde wedersamenstelling van de beelden die tijdens de positionering in de 145 posities werden genomen.


6

2.1.3

Zonlicht

De kunstzon bestaat uit 91 kleine aan het plafond bevestigde halogeenlampen. Vermits de lichtbron vast is, gebeurt haar relatieve beweging door de rotatie van de maquette rond twee onafhankelijke assen. Ze kan worden gebruikt voor de beoordeling van het visuele aspect van de zonnestralen. Die waarneming is direct. Ze moet echter op de waarden bekomen tijdens de metingen onder de diffuse hemel worden geplaatst, om een weerspiegeling te krijgen van de realiteit bekomen door de combinatie van de heldere hemel met de zon. De modellen worden gemonteerd met een regelbaar systeem naargelang de grootte van het model. Eenmaal het model geplaatst is, wordt het nauwkeurig georiënteerd en geplaatst ten overstaan van de referentie die het geografische zuiden weergeeft Figuur 6 - A: Foto van de lichbronnen

Figuur 7 - B : Foto van de draaitafel


7

3

BEOORDELING EN ONDERZOEK VAN DE RESULTATEN

De resultaten die men tijdens de metingen op maquettes bekomt zijn van tweeërlei aard. Het gaat of om kwalitatieve waarden, of om kwantitatieve waarden. 3.1 3.1.1

KWALITATIEF ONDERZOEK Rechtstreekse waarnemingen

Er zijn verscheidene aspecten van natuurlijke verlichting die niet afkomstig zijn van kwantitatieve metingen. Aspecten zoals verblinding, het contrast of het visuele comfort worden onderzocht door middel van rechtstreekse of fotografische visuele waarnemingen. Om dergelijke waarnemingen uit te voeren, moet men het oog van de waarnemer of de camera zodanig kunnen plaatsen, dat men de scène kan visualiseren op een hoogte die overeenstemt met de reële hoogte van het oog in het lokaal. Voor de studie van de verblinding vanuit een venster zijn de te onderzoeken hoofdzichtrichtingen gewoonlijk derwijze georiënteerd, dat de as van de camera een hoek van 45° vormt met het vlak waarin het venster gelegen is. Men moet ook rekening houden met de gebruikelijke positie van de gebruikers van het lokaal alsook met de hoofdzichtrichtingen van die gebruikers. Doorgaans werkt men niet met absolute waarden van de luminantie, maar zal men eerder de verschillende, door de gebruiker waargenomen waarden, vergelijken. 3.1.2

Waarnemingen met het fototoestel of de digitale camera

Vaak moet men de visuele waarnemingen aanvullen met documenten waarnaar men later kan verwijzen tijdens onderzoek of vergelijkingen. De foto's vormen een momentopname van de verlichtingsvoorwaarden van een binnenruimte. De beperkingen van die methode komen van de gevoeligheid van de gebruikte film, omdat het menselijk oog veel gevoeliger is dan eender welke film. Om de verlichtingssterkte te vinden die de visuele waarneming het dichtst benadert, is het aanbevolen meerdere foto's te nemen (met verschillende belichtingstijden) en deze te kiezen die het meest gelijkt op de visuele waarneming. Natuurlijk moet iedere foto worden gedocumenteerd met inlichtingen omtrent de luchtgesteldheid, de oriëntatie van het venster, de hoogte van de zon en een beknopte beschrijving van de tijdens de proef genomen optie. Momenteel gebruikt men steeds vaker digitale camera's die een rechtstreeks beeld geven en de beelden automatisch opslaan.


8

3.2

KWANTITATIEVE ONDERZOEKEN

3.2.1

Metingen van de verlichtingssterkte

De verlichtingssterkte die in een bepaald punt van een lokaal wordt bereikt, wordt gemeten met behulp van een luxmeter. Dat toestel bestaat uit een kleine kop die een elektrische spanning afgeeft volgens de ontvangen hoeveelheid licht. De meetkoppen zijn door een kabel verbonden met een opslagsysteem dat de gemeten waarde van de verlichtingssterkte geeft. Door de luxmeter op verschillende plaatsen te gebruiken kent men de precieze waarde van de verlichtingssterkte punt per punt. 3.2.2

Metingen van de daglichtfactor (bewolkte hemel CIE)

Het peil van de natuurlijke verlichting in een gebouw is afhankelijk van de luchtgesteldheid, van de stand van de zon alsook van de karakteristieken van de vensters en de beglazing. Tijdens eenzelfde dag kan het peil van de natuurlijke verlichting zeer sterk schommelen. De metingen van de natuurlijke verlichting moeten daarom gebeuren onder vooraf nauwkeurig bepaalde omstandigheden, om betekenisvolle resultaten te krijgen. De courante oplossing is de meting van de daglichtfactor (DLF). Die wordt bepaald als de verhouding tussen de in een punt ontvangen natuurlijke verlichting (doorgaans op het werkvlak) en de waarden van de horizontale verlichtingssterkte in een punt gelegen in een site (doorgaans op het dak van het gebouw). De doorgaans gebruikte hemel is de bewolkte hemel CIE, waarvan de luminantie een goede benadering geeft van een hemel waarin heldere wolken zitten die de zon verbergen. Die bewolkte hemel werd gestandaardiseerd door de Commission Internationale de l’Eclairage (CIE). Men kan de luminantie van een punt van die hemel berekenen met de volgende formule:

L = Lz

1 + 2 sin θ 3

met Lz de luminantie van het zenit en θ de hoogte van het punt waarvan men de luminantie wenst te kennen. De luminantie van het zenit is dus driemaal hoger dan die van een punt gelegen aan de horizon, een omstandigheid die men in de praktijk ontmoet wanneer de zon wordt afgeschermd door een brede sluier van lichtgrijze wolken. Hierbij dient opgemerkt dat het azimut van een punt geen invloed heeft op zijn luminantie, wat betekent dat de oriëntatie van een venster geen invloed heeft op de verspreiding van het daglicht in de ruimte, wanneer men te doen heeft met een bewolkte hemel CIE. Vandaar dat de daglichtfactor een indicator is die geen beoordeling toelaat van de oriëntatie noch toelaat rekening te houden met de rechtstreekse straling. Bovendien is hij gebaseerd op zeer ongunstige voorwaarden van luminantie van de hemel. Hij heeft echter het grote voordeel dat hij een gemeten en gestandaardiseerde hoeveelheid oplevert, wat toelaat verschillende gebouwen te vergelijken, ongeacht hun ligging. Om de daglichtfactor in een punt te meten, moet men over twee foto-elektrische cellen beschikken. De eerste wordt binnen in het lokaal geplaatst, in een punt waarvoor 15.0% men de waarde van de daglichtfactor wenst te 12.5% bepalen, terwijl de tweede horizontaal onder 10.0% 12.5%-15.0% 10.0%-12.5% de hemel wordt geplaatst, op zulke manier 7.5%-10.0% 7.5% 5.0%-7.5% dat de meting door geen enkele hindernis 2.5%-5.0% 5.0% wordt beïnvloed. 0.0%-2.5% 2.5% Indien een meting punt per punt volgens een nauwkeurig maaswerk wordt verricht, kan de 0.0% S7 1_ 1_ 1_ 01 1_ 7_12 02 daglichtfactor van een lokaal in kaart worden 1_ 03 04 05 3_12 gebracht en kunnen grafieken worden 1_ 1_ 1_ 1_12 09 1_ 10 11 uitgetekend die de verdeling van het daglicht 12 uitdrukken. Figuur 8 : Grafiek die de daglichtfactor in een lokaal in kaart brengt.


9

Tabel 1

Figuur 9 : Met luxmeters kan de verlichtingssterkte worden gemeten en kan de daglichtfactor eruit worden afgeleid, terwijl de foto een algemeen overzicht geeft van de lichtomgeving (arch21 – 2000-2001)

3.2.3

Meting van de luminantie

De luminantie wordt in principe gemeten met een luminantiemeter. Het gebruik van dit toestel in een schaalmodel is zeer delicaat omdat het toestel vrij groot is. Bovendien is men om een meting te kunnen uitvoeren, verplicht het toestel naar het punt te richten waarvan men de luminantie wenst te meten. Met behulp van bepaalde digitale camera's kan men, uitgaande van de foto die ze nemen, een transformatie in luminantiewaarden doorvoeren. De camera waarover het WTCB momenteel beschikt laat dergelijk rekenwerk nog niet toe, maar de lopende werkzaamheden hebben tot doel de luminantie te meten met behulp van de CCD-camera van het WTCB.


10

4

4.1

BEKNOPTE HANDLEIDING VOOR DE BOUW VAN SCHAALMODELLEN

DE SCHAAL EN DE GROOTTE VAN MODELLEN

Schaalmodellen kunnen worden gebouwd en gebruikt in alle fasen van het ontwerp van een project. Naargelang de ontwerpfase gebruikt men verschillende soorten modellen. Doorgaans kunnen de prestaties van een gebouw worden bepaald aan de hand van drie soorten schaalmodellen : Massamodellen waarmee men het beschikbare zonlicht kan onderzoeken volgens de site, de ligging van het gebouw en zijn oriëntatie. Modellen waarmee men de prestaties van een gebouw kan onderzoeken, zoals bijvoorbeeld de daglichtpenetratie en de distributie ervan, de luminantieniveaus, de verblinding en het contrast. Modellen voor de studie van venster- en deuropeningen, beglazing, beschaduwing, richtingelementen, nieuwe materialen, enz.

Figuur 10 : Massamodel

Figuur 11 : Model dat een algemeen beeld geeft

De courante schalen zijn de volgende:

Schaal 1/200 tot 1/500 1/200 tot 1/50 1/100 tot 1/10

1/10 tot 1/1

Doel van de verlichtingsstudie Voor een voorontwerp en de ontwikkeling van een concept. Voor het onderzoek van de schaduw die door het geplande gebouw of door aanpalende gebouwen wordt geworpen. Voor het onderzoek van de penetratie van het directe licht in een gebouw. Voor het onderzoek van de diffuse verlichting in een zeer grote ruimte. Voor het onderzoek van nauwkeurige schommelingen van bepaalde ruimtelijke componenten. Voor een zeer gedetailleerd binnenaanzicht (foto's of video). Voor het onderzoek van de diffuse en directe penetratie van het daglicht. Voor de integratie van kritieke industriële componenten. Voor het onderzoek van de natuurlijke verlichtingssystemen die niet op schaal kunnen worden gemaakt. Voor de uiteindelijke beoordeling van geavanceerde natuurlijke verlichtingssystemen door een monitoring of beoordeling door gebruikers. Tabel 2 [IEA 21]


11

Naargelang de grootte van het model moet de nauwkeurigheid van de details overeenstemmen met de gezochte informatie. Massamodellen kunnen niet erg nauwkeurig worden gebouwd, vermits de gewenste informatie vrij algemeen is. Om de doelmatigheid van controle-elementen en nieuwe materialen te onderzoeken, moeten meer nauwkeurige maquettes worden gebruikt. De grootte van het schaalmodel kan eveneens worden bepaald door het soort visualisering die men wenst te realiseren of door de omvang van het meetinstrumentarium, alsook door de grootte van de hemel zelf. Indien men foto's in het schaalmodel wil nemen, moet men in staat zijn de lens af te stellen op ten minste een van de wanden van het lokaal Doorgaans worden "macrolenzen" gebruikt, met een focusafstand van minder dan 28 mm. Daarmee kan men een duidelijke foto nemen van op zeer korte afstand, met bovendien het voordeel van een brede openingshoek. Hiervoor echter is een hoogte onder het plafond vereist van ten minste 15 cm en een minimumdiepte van het lokaal van de orde van 30 cm. Voor de meeste gebouwen stemt dat overeen met een schaal 1/20 of 1/25. Wanneer men een camera gebruikt, moet men eraan denken dat het Figuur 12 : CCD-camera gebruikt door het midden van de lens zich op ooghoogte moet WTCB bevinden, tussen 1,5 en 1,7 m, wat voor een maquette op schaal 1/20 overeenstemt met waarden van 7,5 tot 8,5 cm. Naargelang de doormeter van de cameralens kan een grotere schaal van 1/20 vereist zijn. Het is ook belangrijk dat men rekening houdt met de grootte van de meetcellen van de verlichtingssterkte (of luxmeters). Het WTCB beschikt over 20 dergelijke cellen van tweeërlei soort : 15 luxmeters van het merk « Hagner » en 5 luxmeters van het merk « Krochmann ».

Figuur 13 : Foto's van een luxmeter van het merk “ Krochmann”(links) en een luxmeter van het merk “Hagner” (rechts)

Figuur 14 : Afmetingen van de luxmeter van het merk “Krochmann”

Figuur 15 : Afmetingen van de luxmeter van het merk “Hagner”


12

De luxmeters die het WTCB gebruikt zijn 9 mm (Krochmann), of 15 mm (Hagner) hoog, wat overeenstemt met een hoogte van 18 cm of 30 cm voor een model op schaal 1/20. In principe bevindt het werkvlak zich op ongeveer 80 cm van de vloer (werkelijke grootte). Wil men de verlichtingssterkte op het werkvlak meten, dan moet men de cellen iets hoger plaatsen. Omwille van de afmetingen van de 2 soorten kunsthemels, is de grootte van de modellen beperkt. Voor de Mirror Box zijn de afmetingen van de modellen beperkt tot 1,1 m in lengte en breedte. De maximumhoogte van de modellen is beperkt tot 70 cm, omwille van de gelijkmatigheid van de luminantieverdeling van de hemel. De sokkel van de maquette mag niet dikker zijn dan 3 cm en niet groter dan 1,25 m x 1,25 m. Voor speciale gevallen voor dewelke een volledige modelvorming van de omgeving vereist is (bredere basis, gebouwen die een schaduw werpen, …), zal vóór iedere modelvorming met het WTCB worden onderhandeld. Wat betreft de One lamp artificial sky, moet de basis van de modellen binnen een cirkel met een diameter kleiner dan 1,4 m vallen. De hoogte is beperkt tot 1 m. Voor de sokkel geldt de volgende belangrijke opmerking: om redenen van bevestiging, is men verplicht in een hard materiaal te realiseren (vb. hout), hij moet ten minste 3 cm buiten de wanden van het model uitsteken en een maximumhoogte hebben van 3 cm (cfr Figuur 16) Bovendien moet de maquette die volgens verschillende hoeken moet worden voorgesteld, ongeveer 60° hellend ten overstaan van de horizontale kunnen worden geplaatst (cfr Figuur 17). Figuur 16 : Bevestigingssysteem op Daarom moeten alle elementen (meubelen, wanden, …) degelijk een tafel aan het model bevestigd zijn. Het totale gewicht van de maquette moet beperkt blijven tot 15 kg, enerzijds om de tafel toe te laten zijn draaibewegingen te maken, en anderzijds om het geheel behandelbaar te houden.

Figuur 17 : Rotatie van het model en van de tafel

Figuur 18 : Rotatie van het model en van de tafel

Indien men het model wenst te onderzoeken onder zowel de mirror box als de one lamp artificial sky and sun, dienen strikte voorschriften nageleefd, namelijk: • • •

1 m x 1 m x 0,7 m als grens voor het model (L x W x H) 1,1 m x 1,1 m x 0,03 m als grens voor de sokkel (L x W x H) 15 kg als grensgewicht.


13

4.2 GEOMETRIE VAN HET MODEL EN MODELVORMING VAN DE WANDEN

Alle wanden moeten in het model aanwezig zijn. Om grote symmetrische gebouwen te simuleren, kan men zich beperken tot de bouw van van de helft van een gebouw , en een spiegel gebruiken om de tweede helft van het gebouw te simuleren. Die techniek kan echter enkel worden toegepast onder een bewolkte hemel en kan aanleiding geven tot grote fouten wanneer het zonlicht rechtstreeks in het gebouw kan dringen. De geometrie van de ruimten en gebouwen moet zeer nauwkeurig worden gereproduceerd. De spiegel moet op de maquette worden bevestigd zonder lichtlekken te veroorzaken. De verticale en horizontale wanden die deze spiegel raken, moeten dus perfect op één lijn liggen. Voorts moeten de snijlijnen tussen de spiegel en de maquette worden afgedekt met zwarte plakband, zoniet dringt het licht door de spleet langs de spiegel en ontstaan er talrijke weerkaatsingen op de spiegel. Door die weerkaatsingen komt er licht binnen dat in de realiteit niet bestaat. Dat is de reden waarom de aldus gebouwde modellen enkel mogen worden beproefd in de Mirror Box en is het vaak beter het ganse volume te bouwen.

Figuur 19 : Spiegelsysteem in het model.

Figuur 20 : Resultaat van de interne modelvorming bekomen door toevoeging van een spiegel

De binnenwanden hebben een grote invloed op de verdeling en hoeveelheid van het licht in het lokaal. Het is daarom essentieel dat ze worden gemodelleerd. Ook de meubelen kunnen het licht beïnvloeden. De grootte van die invloed is afhankelijk van de manier waarop de meubelen worden geplaatst alsook van hun kleur. De modelvorming van de meubelen is moeilijker dan die van de wanden en is niet verplicht, tenminste tijdens de eerste studies. Tijdens de eindfase van het project kan het interessant zijn de meubelen te modelleren en ze in de maquette te plaatsen, om een beeld te krijgen van de uiteindelijke oplossing.


14

Figuur 21 : Modelvorming van een zelfde lokaal met en zonder meubelen

Figuur 22 : Door rekening te houden met het meubilair krijgt men een zeer realistisch beeld van de ruimten (arch 21 - 2001-2002) 4.3 PLAATSING VAN DE MEETAPPARATUUR

Opgelet ! De richtlijnen in deze paragraaf moeten verplicht worden nageleefd om de metingen zo nauwkeurig en snel mogelijk te kunnen maken. • Men moet tot in het model kunnen doordringen om de luxmeters te kunnen plaatsen. Indien er geen opening (venster) is om de sondes nabij de meetpunten te plaatsen, moet men de mogelijkheid voorzien om een van de wanden van het model weg te nemen en gemakkelijk en snel terug te plaatsen. Voorts is het nuttig een ongeveer 1 cm² groot gaatje te voorzien om de draden door de verticale wanden te steken. Voorts moet men ervoor zorgen dat de draden van de luxmeters niet door een wand lopen die tijdens de proef moet worden weggenomen, om te vermijden dat men de luxmeters telkens moet losmaken, wat tijdrovend is en nauwkeurigheidsproblemen stelt met betrekking tot de precieze plaats.

Figuur 23 : Luxmeters die in een model werden geplaatst en openingen in de wanden

•

De maquette kan zodanig worden ontworpen dat een van de wanden gemakkelijk kan worden verwijderd. Dat kan zowel een gevel als het plafond zijn, dit om de sensoren gemakkelijk te kunnen plaatsen.

•

Men moet ook openingen voorzien om de camera te plaatsen (61 mm diameter) en/of voor visuele waarnemingen. Alle gaten die met dat doel worden gemaakt moeten tijdens de metingen kunnen worden afgedicht. Opgelet: men moet een perfect rond gat met een diameter van 70 mm voorzien om de lens van de camera gemakkelijk in de maquette te kunnen brengen.


15

Figuur 24 : Algemeen schema van de assemblage van een model

•

Het is interessant de meetpunten te bepalen tijdens de bouw van de maquette en ze te markeren, bijvoorbeeld met duimspijkers of spelden, om de sensoren gemakkelijk te kunnen centreren. Voor gebouwen zoals kunstgalerijen, musea, enz., moet men de verlichtingssterkte op de wanden meten. In dat geval maakt men best een gat in de desbetreffende wand, om er de sensor van de verlichtingssterkte te plaatsen. De bovenzijde van de sensor moet op één lijn liggen met de wand (de dikte van de sensor bedraagt 9 mm - ook een doorgang voor de draad voorzien). Die gaten moeten kunnen worden afgedicht wanneer ze niet worden gebruikt.

Figuur 25 : luxmeters kunnen ook in de maquette worden geplaatst via daglichtopeningen die tijdens metingen niet moeten worden afgedicht 4.4

KLEUREN EN WEERKAATSINGSCOËFFICIËNTEN VAN DE WANDEN

De weerkaatsingscoëfficiënten van de materialen (ρ, uitgedrukt in %) moeten precies overeenstemmen met deze van de reële materialen. Onderstellen wij dat de binnenwanden van het te simuleren lokaal licht van kleur zijn (ρ=50 %) en dat de wanden van het schaalmodel wit zijn (ρ=85 %). De op het schaalmodel uitgevoerde metingen kunnen de gemiddelde daglichtfactor met 150 tot 200% overwaarderen.


16

Dat is te wijten aan het feit dat de daglichtfactor op het werkvlak omgekeerd evenredig is met (1- ρ)². Zelfs indien het lokaal witte wanden heeft, kunnen stof, vuil en de textuur van het oppervlak de gemiddelde weerkaatsingsfactor verlagen tot 70%. In dat laatste geval zou de overwaardering van de gemiddelde daglichtfactor 80 tot 100% bedragen. Ook moet men de weerkaatsende oppervlakken zoals spiegels zeer omzichtig modelleren: de invloed van stof op de spiegel (met name in het geval van lightshelves) kan groot zijn. De keuze van het te gebruiken materiaal is afhankelijk van het feit of het fotografisch onderzoek gebeurt met kleur- of zwartwitfoto's. Voor kleurenfoto's moeten de oppervlakken dezelfde kleur hebben als de reële oppervlakken, terwijl wanneer het onderzoek gebeurt met zwartwitfoto's, enkel de weerkaatsingscoëfficiënt van de wand moet overeenstemmen met die van de reële wand. Bijlage 1 geeft de waarden van enkele courante materialen die voor maquettes worden gebruikt alsook de kleurenkaarten van het merk "Canson" waarvan de weerkaatsingscoëfficiënten samenvallen met die van de wanden. Opgelet: die tabel geldt enkel voor de weerkaatsingscoëfficiënten en niet voor de kleuren. Om een juiste keuze te kunnen maken van de bekleding van de binnenwanden, en om de weerkaatsingscoëfficiënt zo dicht mogelijk te benaderen zonder een omslachtig vergelijkend onderzoek met kleur- of spectrometers te moeten uitvoeren, volstaat het een kleurenkaart te nemen die het te modelleren materiaal zo dicht mogelijk benadert. Wanneer de keuze zorgvuldig gebeurt, benadert de weerkaatsingscoëfficiënt van de gekozen kleurenkaart de realiteit doorgaans zeer dicht. 4.5 SOORT SAMENSTELLENDE MATERIALEN VAN DE WANDEN EN ONDERLINGE VERBINDINGEN VAN DIE WANDEN

Alle wanden van het model moeten zeer nauwkeurig bij elkaar aansluiten om parasitaire lichtlekken te voorkomen. Figuur 24 toont een maquette die werd gebouwd met schuimkarton (van ten minste 1 cm dik). Dat materiaal heeft het voordeel dat het gemakkelijk te versnijden is en dat uitsparingen in de hoeken kunnen worden gesneden, door te spelen op de verschillende samenstellende lagen (zie Figuur 26). De verbinding van de diverse mobiele elementen en wanden gebeurt zonder vaste verbindingselementen, zoals lijm.. De praktijk heeft uitgewezen dat het gebruik van spelden zeer geschikt is voor het aanbrengen van wijzigingen.

Figuur 26 : Bevestiging van de verplaatsbare wand van schuimkarton

Voor de bouw van schaalmodellen is nagenoeg ieder materiaal geschikt dat gewoonlijk voor de bouw van een maquette wordt gebruikt. Schuimkarton, een materiaal dat tal van voordelen biedt voor de bouw van een verlichtingsmaquette, heeft het nadeel dat het lichtjes doorschijnend is. Om die doorschijnendheid zo veel mogelijk te verminderen, gebruikt men schuimkarton van ten minste 1 cm dikte. Balsahout is niet lichtdicht en dus ongeschikt voor studie van de natuurlijke verlichting. Het kan wel worden gebruikt voor de bekleding door het op de wanden te lijmen. Er bestaan verscheidene methoden voor de meting van de transmissiviteit van lichtdichte wanden. Doorgaans stelt men eerder benaderend vast of er al dan niet transmissiviteit is. Daarvoor volstaat het om het schaalmodel in de volle zon te plaatsen en na te gaan of er geen licht door de lichtdicht onderstelde wanden dringt. Indien er licht doorheen die wanden zichtbaar is, moeten ze worden zwart geschilderd.


17

Een nauwkeuriger manier is de meting van de luminantie van een vertrek, waarvan de openingen dichtgemaakt zijn. Alle licht dat in de maquette dringt is dan te wijten aan een onvoldoende lichtdichtheid van de wanden of aan gebreken in de verbindingen tussen de wanden. De laatste methode om de lichtdichtheid van de maquette na te gaan bestaat erin, in een donkere kamer, een lichtbron in de maquette te plaatsen. De hier voorgestelde twee soorten gebreken (lichtlek in de verbinding of onvoldoende lichtdichtheid van de wanden) kunnen leiden tot niet te verwaarlozen meetfouten in het geval van lokalen met een zwakke daglichtfactor. Figuur 27 toont een maquette met slecht verbonden wanden.

Figuur 27 : Zicht in een lokaal met goed aaneensluitende wanden (links) en met slecht aaneensluitende wanden (rechts). 4.6

MODELVORMING VAN DE BUITENVLOER EN VAN DE LOKALEN DIE NIET OP HET GELIJKVLOERS GELEGEN ZIJN

In sommige gevallen (lage vensters, sterk weerkaatsende vloer, …) is de verhouding daglicht dat op de buitenvloer wordt weerkaatst en vervolgens in het lokaal binnendringt, groot. Men moet de buitenvloer bijgevolg zorgvuldig modelleren, behalve wanneer het bouwwerk enkel dakvensters heeft. De vloer van de Mirror Box heeft een grijze kleur en een weerkaatsingscoëfficiënt van 20%. 4.7

MODELVORMING VAN BUITENHINDERNISSEN

Buitenhindernissen (aanpalende gebouwen, beplanting) moeten nauwkeurig worden gemodelleerd, zowel wat betreft hun grootte als hun weerkaatsingscoëfficiënt. De weerkaatsingscoëfficiënten van de buitenwanden van het onderzochte gebouw van hun kant hebben een veel kleinere invloed op de verlichtingssterkte in de lokalen. De hindernissen die moeten worden gemodelleerd zijn deze die op maximum 40 tot 50 cm van de wanden van de Mirror Box worden geplaatst. 4.8

MODELVORMING VAN DE OPENINGEN

De bouwkundige details van de vensters (dikte van het venster, vensterbank, lightshelves) moeten nauwkeurig worden gemodelleerd omdat ze een invloed hebben op de lichtdistributie in het lokaal. Aangezien de beglazing moeilijk te modelleren is, is het beter ze uit het model weg te laten en een correctiecoëfficiënt toe te passen, behalve voor speciale gevallen (diffunderende of prismatische beglazing). Echter, indien de hoofdlichtbron het lokaal binnendringt met een invalshoek van meer dan 60°, moet men de beglazing wel in het model opnemen om rekening te kunnen houden met het gedeelte van het licht dat erop weerkaatst wordt. Beknopte handleiding voor de bouw van schaalmodellen

18

De grootte van de opening moet overeenstemmen met de grootte van de beglaasde oppervlakte (en niet van het volledige venster), tenzij de ramen niet nauwkeurig worden gemodelleerd. 4.9

AANPASBAARHEID VAN HET MODEL

Naargelang de gewenste informatie moet het model kunnen worden aangepast. Indien de studie tot doel heeft de invloed van de weerkaatsingscoëfficiënten van de wanden op de binnenverlichtingssterkte te onderzoeken, kan het nuttig zijn meerdere papier- of kartonbladen te voorzien die men in het model tegen vervangbare wanden schuift. Men kan ook lichtdichte wanden met een verschillende kleur voorzien, op voorwaarde dat de wanden snel en gemakkelijk kunnen worden veranderd. Indien men de invloed van de grootte van een venster in de gevel wil onderzoeken, dan moet men meerdere wanden voorzien om de gevel te modelleren, waarin de openingen al vooraf voorzien zijn. Men kan ook vertrekken van de meest open wand en stukken karton voorzien die men erin kan steken, om de kleinste openingen te modelleren. Wanneer men tijdens een proef een of meer wanden moet wegnemen en terugplaatsen, moet men voorzien om de luxmeters en de draden door een andere (vaste) wand te steken, om te vermijden dat men de luxmeters bij iedere verandering van gevel moet verplaatsen.


19

5

5.1

BIJLAGEN

BIJLAGE A : WEERKAATSINGSCOËFFICIËNTEN VAN BEPAALDE MATERIALEN EN KLEURENKAARTEN WAARVAN DE WEERKAATSINGSCOËFFICIËNTEN DIE ZO DICHT MOGELIJK BENADEREN

Tabel 3 geeft, voor bepaalde samenstellende materialen van een maquette alsook van de meubelen, kleurenkaarten waarvan de weerkaatsingscoëfficiënten die van de materialen zo dicht mogelijk benaderen. Opgelet: de overeenstemming is enkel realistisch op het vlak van de weerkaatsingscoëfficiënten en mag enkel worden gebruikt bij zwartwitanalyses. Een analyse in kleur geeft slechts een beeld van de realiteit indien de kleuren van de materialen en de weerkaatsingscoëfficiënten worden gerespecteerd. Het gaat hier om een typisch voorbeeld van de keuze van materialen voor de modelvorming van een lokaal.

Soort oppervlak

Tafel Tapijt Muur - wand Tablet onder kast Kastwand Deur voor kast Deur 1 Deur 1 bis Kozijn binnendeur 1 Kozijn binnendeur 1 bis Venstertablet Muur onder venster Plint onder venster Muur onder zijvenster Fauteuilstof Gatenplafond 1 Gatenplafond 1 bis Sokkel kapstok Toonblad Deurblad Horizontale lat plafond Hout van plateau

Kleur Oppervlak lichtbeige grijsgroen lichtbeige lichtbeige zwart zwart lichtbruin lichtbruin grijs grijs grijs wit lichtbruin grijs groen beige beige zwart wit wit beige donkerbruin

Y Weerkaatsingscoëfficiënt (%) 76.33 13.46 67.68 75.52 7.97 8.74 51.27 51.85 28.34 28.24 28.76 68.03 38.16 27.28 11.61 60.71 60.56 6.00 78.63 67.26 76.36 13.38

Overeenstemmende kleurenkaart Merk Canson Mi teinte 100 Mi teinte 448 Mi teinte 104 Mi teinte 100 Mi teinte 503 Mi teinte 503 Mi teinte 470 Mi teinte 470 Mi teinte 431 Mi teinte 431 Mi teinte 431 Mi teinte 407 Mi teinte 354 Mi teinte 431 Mi teinte 448 Mi teinte 400 Mi teinte 400 Mi teinte 425 Mi teinte 101 Mi teinte 104 Mi teinte 100 Mi teinte 448

Y Weerkaatsingscoëfficiënt (%) 75.45 11.53 67.83 75.45 8.73 8.73 56.92 56.92 25.59 25.59 25.59 68.17 38.79 25.59 11.53 60.06 60.06 3.89 79.46 67.83 75.45 11.53

Kleur Karton lichtgroen groen lichtmauve lichtgroen bordeau bordeau oker oker grijs grijs grijs beige grijs grijs groen geel geel zwart lichtgeel lichtmauve lichtgroen groen

Tabel 3


20

5.2

BIJLAGE B : KLEURMETINGEN VAN KARTONEN (Y = WEERKAATSINGS- COËFFICIËNT)

Merk

Type

Referentie

Canson Canson Canson Canson Canson Canson Canson Canson Canson Canson Canson Canson Canson Canson Canson Canson Canson Canson Canson Canson Canson Canson Canson Canson Canson Canson Canson Canson Canson Canson Canson Canson Canson Canson Canson Canson Canson Canson Canson Canson Canson Canson Canson Canson Canson Canson Canson Canson Canson

Mi-teintes Mi-teintes Mi-teintes Mi-teintes Mi-teintes Mi-teintes Mi-teintes Mi-teintes Mi-teintes Mi-teintes Mi-teintes Mi-teintes Mi-teintes Mi-teintes Mi-teintes Mi-teintes Mi-teintes Mi-teintes Mi-teintes Mi-teintes Mi-teintes Mi-teintes Mi-teintes Mi-teintes Mi-teintes Mi-teintes Mi-teintes Mi-teintes Mi-teintes Mi-teintes Mi-teintes Mi-teintes Mi-teintes Mi-teintes Mi-teintes Mi-teintes Mi-teintes Mi-teintes Mi-teintes Mi-teintes Mi-teintes Mi-teintes Mi-teintes Mi-teintes Mi-teintes Mi-teintes Mi-teintes Mi-teintes Mi-teintes

132 133 130 150 131 140 101 100 102 104 103 110 111 112 407 350 340 470 374 384 504 502 400 553 453 506 505 507 595 575 352 480 490 475 495 343 426 354 431 429 336 590 500 448 501 503 335 120 122

Y

x

Weerkaatsingscoëfficiënt 21.36 0.3716 13.24 0.3449 17.52 0.4376 15.9 0.2453 15.19 0.3041 5.88 0.268 79.46 0.3413 75.45 0.3268 72.46 0.2978 67.83 0.3042 74.69 0.3366 78.37 0.3288 74.88 0.3373 64.07 0.3371 68.17 0.3462 62.35 0.3614 46.6 0.3597 56.92 0.373 44.67 0.394 34.99 0.4184 25.11 0.4316 17.87 0.4096 60.06 0.4375 39.2 0.5103 26.08 0.5154 16.52 0.5261 15.21 0.4862 16.44 0.3571 20.46 0.1945 16.93 0.2596 40.75 0.3598 32.86 0.335 25.48 0.2773 24.6 0.3222 15.56 0.2518 40.41 0.3313 37.5 0.3325 38.79 0.3069 25.59 0.318 23.35 0.3314 22.1 0.3511 10.1 0.2269 10.53 0.2705 11.53 0.3168 10.27 0.3616 8.73 0.3605 83.73 0.3149 63.72 0.3173 34.12 0.3189


y

Kleur

0.3519 0.3307 0.3311 0.2193 0.2889 0.2555 0.3543 0.3557 0.3108 0.3022 0.3281 0.3366 0.3421 0.339 0.3496 0.3533 0.3537 0.3071 0.3739 0..3751 0.3666 0.3804 0.428 0.4143 0.372 0.3256 0.3012 0.2471 0.2197 0.3829 0.3176 0.3757 0.2896 0.396 0.251 0.3374 0.3296 0.3195 0.3272 0.3378 0.357 0.2025 0.2711 0.3458 0.3467 0.3137 0.3221 0.3212 0.3233

Bruin Bruin Roodbruin Blauw Aubergine Blauw Lichtgeel Lichtgroen Lichtblauw Lichtmauve Lichtroze Beige Beige Beige Beige Perzik Oker Oker Oranje Oranje Bruin Bruin Geel Oranje Oranje Rood Rood Violet Blauw Groen Roze Groen Blauw Groen Blauw Grijs Grijs Grijs Grijs Grijs Groen Blauw Blauw Groen Bruin Bordeau Wit Wit Grijs

21

Canson Canson Canson Canson Canson Canson Canson Canson Canson Canson Canson Canson Canson Canson Canson Canson Canson Canson Canson Canson Canson Canson Canson

Mi-teintes Mi-teintes Ingres Vidalon Ingres Vidalon Ingres Vidalon Ingres Vidalon Ingres Vidalon Ingres Vidalon Ingres Vidalon Ingres Vidalon Ingres Vidalon Ingres Vidalon Ingres Vidalon Ingres Vidalon Ingres Vidalon Ingres Vidalon Ingres Vidalon Ingres Vidalon Ingres Vidalon Ingres Vidalon Ingres Vidalon Ingres Vidalon Ingres Vidalon

345 425 1 48 36 62 31 42 80 74 78 82 37 46 66 58 68 71 33 52 39 55 50

11.69 3.89 80.19 65.96 60.48 57.33 43.67 44.25 25.44 9.48 8.97 15.07 38.55 58.64 31.74 11.49 23.49 10.09 38.09 37.46 34.9 26.07 3.82

0.3277 0.3072 0.3192 0.3495 0.3661 0.3707 0.3618 0.3956 0.4342 0.3673 0.3588 0.487 0.3644 0.4276 0.3364 0.3196 0.2764 0.2718 0.3321 0.3312 0.3024 0.3166 0.3075

0.3249 0.3126 0.3235 0.35 0.3551 0.3662 0.3528 0.3762 0.3698 0.3502 0.3151 0.299 0.3155 0.4324 0.3756 0.3504 0.2876 0.2727 0.3361 0.3297 0.3171 0.3246 0.313

Grijs Zwart Wit Beige Beige Beige Beige Oker Oker Bruin Aubergine Rood Roze Geel Groen Groen Blauw Blauw Grijs Grijs Blauwgrijs Grijs Zwart

Tabel 4


22

5.3

BIJLAGE C : TABEL MET DE AANBEVOLEN GEMIDDELDE WAARDEN EN MINIMUMWAARDEN VAN DE DAGLICHTFACTOR VOLGENS HET GEBOUW EN DE ACTIVITEIT

Soort gebouw Luchthaven en busstation Concert- en seminariezalen Banken

Kerken Tekenbureaus Binnenzijde van gebouwen - algemeen Ziekenhuizen

DLF* gem. (%) Onthaalzone 2 Douane en immigratiezone 2 Verkeerszones, salons 2 Foyer, auditorium 1 Activiteit

DLFmin. (%) 0.6 0.6 0.6 0.6

Meetplaats Kantoren Balies en kantoren Werkvlak Werkvlak

Gang Trappen Balies, boekhouding, dactylografie Leeszones Openbare zones Hoofdbeuken Koor Altaar Algemeen Inkomhal en onthaalzones

2 2 5

0.6 0.6 2

Vloer ? Kantoren

2 5 5 5 5 2

0.6 1 1.5 2 2.5 0.6

Werkvlak Werkvlak Kantoor Tafel Op de tafels Werkvlak

Onthaal en wachtzalen Raadplegingszalen

2 5

0.6 1

5 5 5 5 5

3 1.5 1.5 1 2

Werkvlak Hoogte van hoofdeinde Werkvlak Tafels Verticaal vlak Werkvlak Controleklavier

5 1 5 5 5 5

2.5 0.3 2 2 2 1.5

Klavier Werkvlak Kantoren Ezels Werkvlak Werkvlak

5 2

3.5 0.6

Werkvlak Werkvlak

5 5 5 1 1.5

2.5 2 2 0.5 0.5

Werkvlak Werkvlak Wateroppervlak Werkvlak

1 2

0.3 0.6

Apotheken Leeszalen Rekken Bibliotheken Musea en kunstgalerijen Algemeen Buroticauitrusting, Algemene kantoren manueel gecontroleerd Computers Vergaderzalen Scholen Klaslokalen Lokalen kunstonderwijs Laboratoria Lerarenzalen, gemeenschappelijke zalen Algemeen Sporthallen Chirurgie (medische en Wachtzalen orthodontische) Operatiezalen Laboratoria Zwembad Zwembaden Randruimten Salon en lokalen allerlei Woningen activiteiten Slaapkamers Keuken Tabel 5

*

Daglichtfactor


23

5.4

BIJLAGE D : MODELVORMING VAN HET HEMELGEWELF VANUIT DE VERDELING VAN TREGENZA

Wanneer men een kunsthemel wil modelleren die de voorwaarden onder een natuurlijke hemel zo dicht mogelijk benadert, moet men de distributie van de luminantie van die kunsthemel zo nauwkeurig mogelijk reproduceren. Tregenza heeft aangetoond [Tre 1987] dat men de hemel kan modelleren door middel van 145 zones die ieder een deel van de hemel modelleren. Die onderverdeling van de hemel wordt voorgesteld in Figuur 28 en Figuur 29.

Figuur 28

Figuur 29

In het geval van de door het WTCB gereconstrueerde hemel, werd het hemelgewelf gemodelleerd op basis van een enkele zone (een enkele schijf), bestaande uit 91 halogeenspots. Dat laat ons toe een onbeperkt aantal soorten hemels te modelleren en voorkomt ijkingsmoeilijkheden alsook de verschillende veroudering van de puntbronnen. Ook de problemen van het onderhoud blijven beperkt vergeleken met een hemel die volledig zou gemodelleerd zijn naar een sector van de koepel.


24

6

BIBLIOGRAFIE

[DH 2001] [Lyn 1988] [IEA 21] [Tre 1987]

De Herde A., Reiter S., "L’éclairage naturel des bâtiments", Ministère de la Région Wallonne, 2001. Lyne J.A., "Alternative subdivision for the sky vault", Lighting Research Technology 20(1), p33-37, 1988. “Daylight in buildings, a source book on daylighting systems and components” Tregenza P.R. “Subdivision of the sky hemisphere for luminance measurements”, Lighting Research and Technology 19, p.13-14, 1987. “Maquettebouw”, Norbert De Waele, Hoger Architectuurinstituut Sint-Lucas Gent/Brussel


25

Wetenschappelijk en Technisch Centrum voor het Bouwbedrijf Afdeling Bouwfysica en Binnenklimaat Avenue Pierre Holoffe 21 B-1342 Limelette België Tel : +32 2 655 77 11 Fax : +33 2 653 07 29 Website : www.bbri.be

Wetenschappelijk en Technisch Centrum voor het Bouwbedrijf Université Catholique de Louvain WenK

Recommend Documents