Récupération de la lumière du jour avec des capteurs KNX et DALI-2
Régulation de consigne lux à éclairement constant à l'aide de capteurs combinés DALI-2 — avec intégration de présence, facteurs énergétiques EN 15193 et conseils d'étalonnage.
Qu'est-ce que la récupération de la lumière du jour ?
L'exploitation de la lumière du jour – également appelée commande réactive à la lumière du jour – ajuste automatiquement la puissance de l'éclairage artificiel en fonction de la lumière naturelle disponible dans l'espace. Un capteur photométrique mesure l'éclairement total (lux) sur le plan de travail. Lorsque la lumière du jour fournit suffisamment de lux, les drivers DALI-2 atténuent en conséquence, maintenant un niveau de lux cible constant tout en réduisant la consommation électrique.
Le principe est simple : si la cible est de 500 lux et que la lumière du jour fournit 300 lux, l'éclairage artificiel ne doit délivrer que 200 lux – soit environ 40 % de sa puissance. Par une journée ensoleillée près de fenêtres orientées au sud, les lumières peuvent s'atténuer à presque zéro pendant des heures.
Exigence de conformité à la norme EN 15193
La norme EN 15193 (Performance énergétique des bâtiments – besoins énergétiques pour l'éclairage) exige une commande liée à la lumière du jour pour les bâtiments cherchant la conformité énergétique dans l'UE. Les projets sans exploitation de la lumière du jour ont une valeur LENI plus élevée et peuvent ne pas atteindre les seuils de certification énergétique des bâtiments.
Capteurs combinés DALI-2
Le composant de détection est un capteur combiné présence (PIR) et lumière du jour (photocellule) monté en saillie au plafond, orienté vers le plan de travail. Un seul capteur gère à la fois la détection de présence et la mesure des lux – un appareil, un câble, une adresse DALI-2.
Capteur Helvar DALI-2
Détecteur de plafond combiné PIR + photorésistance. DALI-2 Partie 303 (présence) + Partie 304 (capteur de lumière). Zone de détection configurable. Consigne de lux réglable via commandes DALI-2 depuis la passerelle.
Tridonic MSP (Multi Sensor)
Capteur PIR haute sensibilité + capteur de lux. Alimenté par bus DALI-2 (pas d'alimentation 24V séparée). Portée de détection de 10 m de diamètre à 2,5 m de hauteur sous plafond. Populaire dans les projets de rénovation LED commerciaux.
Lunatone DALI-2 Sensor
Unité de plafond compacte de 70 mm. Consigne de lux et temps de maintien configurables via le logiciel Lunatone DALI Cockpit. Transmet l'état de présence et le lux mesuré au contrôleur DALI-2.
Theben HTS (KNX)
Multicapteur natif KNX (pas DALI). Combine PIR + lux + température. Envoie la valeur de lux sur KNX DPT 9.004 (lux). Utilisé lorsque la logique KNX gère la gradation via une passerelle DALI, plutôt qu'un point de consigne natif DALI.
Algorithme de contrôle du point de consigne de lux
L'algorithme principal est le contrôle d'éclairement constant. Le régulateur maintient un niveau de lux cible fixe sur le plan de travail indépendamment de la lumière du jour disponible. Le calcul s'effectue dans la passerelle DALI-2 ou le module logique KNX :
Logique de contrôle d'éclairement constant
Target lux (E_target): 500 lux (office work plane, EN 12464-1)
Measured lux (E_sensor): reported by DALI-2 photocell sensor
Artificial lux required: E_target − E_sensor (clamped to 0–max)
DALI-2 arc level = f(E_required / E_max_artificial)
→ sent to DALI group as DPT 5.001 (0–100%)
Dead band (hysteresis): ±50 lux
→ prevents hunting (constant micro-adjustments every second)
Typical setpoints:
Office workplane: 500 lux (EN 12464-1 Class A)
Meeting room: 300 lux
Corridor / reception: 200 lux
Storage: 100 luxÉtalonnage première étape
Avant d'activer l'algorithme, étalonnez avec la pièce entièrement éclairée par la lumière artificielle et sans lumière du jour (nuit ou occultation). Mesurez le lux réel sur le plan de travail avec un luxmètre étalonné tout en parcourant le niveau de gradation de 0 à 100 %. Cela établit la courbe de transfert niveau de gradation–lux pour cette position de capteur et cette géométrie de pièce.
Intégration de la détection de présence
La récupération de la lumière du jour et la détection de présence sont généralement assurées par le même capteur de plafond. Les deux fonctions interagissent pour produire quatre états de fonctionnement :
Occupé + lumière du jour suffisante
Lumières au niveau de gradation minimum (par ex. 5–10 %) ou éteintes. La lumière du jour seule atteint la cible.
Occupé + lumière du jour insuffisante
Lumières au niveau d'arc calculé pour atteindre les lux cibles. L'algorithme s'exécute en continu.
Inoccupé (temps de maintien expiré)
Lumières éteintes. Temps de maintien : 10–15 min bureau, 30 min couloir, 5 min WC.
Première entrée détectée (front montant PIR)
Éclairages immédiatement en scène de confort — sans délai. Puis l'algorithme de lumière du jour prend le relais après 30 s de stabilisation.
Le délai de stabilisation de 30 secondes à l'entrée empêche l'algorithme de lumière du jour de diminuer immédiatement l'éclairage lorsque l'occupant entre — le front montant du détecteur PIR déclenche d'abord une scène de confort fixe, donnant au capteur le temps de mesurer une valeur de lux stable avant de passer le contrôle à l'algorithme.
Économies d'énergie et EN 15193
EN 15193 définit le LENI (Lighting Energy Numeric Indicator, kWh/m²/an) en utilisant des facteurs de correction pour la qualité du contrôle. Le contrôle lié à la lumière du jour obtient un facteur FD plus faible ; le contrôle basé sur la présence obtient un facteur FO plus faible. Des facteurs plus faibles = LENI plus faible = meilleure note énergétique.
| Type de contrôle | Facteur FD | Facteur FO | Combiné | Réduction d'énergie par rapport au manuel |
|---|---|---|---|---|
| Interrupteur manuel uniquement | 1.00 | 1.00 | 1.00 | Référence |
| Manuel + présence (PIR) | 1.00 | 0.85 | 0.85 | ~15% |
| Uniquement lié à la lumière du jour | 0.90 | 1.00 | 0.90 | ~10% |
| Lumière du jour + présence (combiné) | 0.90 | 0.85 | 0.77 | ~23% |
| Lumière du jour + présence + contrôle personnel | 0.90 | 0.80 | 0.72 | ~28% |
Économies d'énergie réelles typiques grâce à la détection de présence et à l'exploitation de la lumière du jour par rapport à un éclairage manuel fixe : bureaux 30–50%, couloirs 40–60%, cages d'escalier 60–80%. Les économies sont les plus élevées dans les espaces orientés au sud avec de grandes façades vitrées.
Erreurs courantes d'étalonnage
Ne pas : Étalonner en hiver ou par temps clair
Utilisez un jour uniformément couvert (ciel couvert CIE) pour l'étalonnage du capteur – cela donne une condition de lumière du jour diffuse et reproductible. L'étalonnage par ciel clair varie selon l'heure et la saison. Le minimum de lumière du jour en hiver donne une base fausse qui provoque un sur-dimensionnement au printemps.
Ne pas : Capteur orienté vers la fenêtre
Le capteur doit mesurer le niveau de lux sur le plan de travail – pas la lumière solaire entrante. Orientez la lentille de la cellule photoélectrique perpendiculairement au plafond, pointée vers le sol. Un capteur orienté vers une fenêtre lira un lux élevé même si le plan de travail est mal éclairé.
Ne pas : Aucune bande morte configurée
Sans bande morte (hystérésis de ±40–80 lux), la boucle de régulation oscille – les lumières s'ajustent toutes les quelques secondes lorsque la couverture nuageuse fluctue. C'est visible, irritant pour les occupants et provoque des cycles de commutation inutiles des ballasts. Réglez la bande morte dans l'outil de configuration de la passerelle DALI.
Attention : Les surfaces très réfléchissantes gonflent les relevés de lux
Les murs blancs brillants, les sols en béton poli et les meubles de couleur claire renvoient la lumière vers le capteur de plafond, ce qui gonfle la mesure du lux. Appliquez un décalage d'étalonnage dans la passerelle (soustrayez 80–150 lux) ou utilisez des finitions mates dans l'espace.
Intégration des capteurs DALI-2 et mise en service du lux
Nous incluons le câblage des capteurs DALI-2, le calibrage du point de consigne de lux et la configuration du temps de maintien de présence dans notre livraison d'armoires – documenté et vérifié sur site.
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