L'analyse des résultats obtenus au cours de l'ensemble de l'expérimenta tion a permis de constater que la distribution de l'éclairement énergétique dans les espaces extérieurs est dépendante des principaux facteurs suivants :
quartier (repéré
à l'environnement - l'éclairement énergétique incident au-dessus du
sur le toit de référence) ; - l'état du ciel ;
- la position des points d'observation par rapport bâti et aménagé ;
Ainsi, dans chaque groupe, d’une part, la distribution de l'éclairement énergétique varie d'un point à l'autre des espaces extérieurs au cours d'une séquence de mesures ; d'autre part, le rapport entre le rayonnement reçu au sol et au toit (Rsol/Rtoit) varie pour chaque point d'une saison à l'autre.
Par des conditions de ciel couvert, l'éclairement énergétique observé autant aux points secondaires qu'au centre de l'espace extérieur d'un groupe de bâtiments est dans tous les cas inférieur à celui obtenu simultanément au toit de référence (1). Dans ce cas, il existe une relation directe de correspondance entre le pourcentage du rayonne ment reçu et le masque physique de l'environnement immédiat autour des points d'observation, caractérisée par leur angle solide.
Le tableau 1 donne les valeurs de l'angle solide du point central de chaque groupe ainsi que les proportions correspondantes d'hémisphère dégagé et obstrué (2).
Tableau 1
Site Point central Angle solide en stéradians Dégagement 1vers le ciel 1 Obstruction (en X d'hémisphère) A 1,28 Tl 64,3 35,7 B 1,2 Tl 60,5 39,5 ROTTERDAM C 0,85 Tl 42,4 57,6 D 1,39 Tl 69,5 30,5 A 0,85 ïï 42,8 57,2 MEINAU B 0,76 ÏÏ 38,3 61,7 C 1,09 ÏÏ 54,6 45,4 A 0,71 TT 35,6 64,4 B 0,78 TT 39,2 60,8 C 0,82 n 41,3 58,7 HAUTEPIERRE 0 0,79 Tl 39,6 60,4 E 1,53 n 76,6 23,4 G 1,12 "H 55,9 44,1 H 0,98 17 49,3 50,7
(1) Le seul cas où le rayonnement reçu au sol par ciel couvert était
identique à celui reçu simultanément au toit correspond à un
site dégagé au centre de la maille Karine de Hautepierre et
distant de 60 m du seul ilôt alors construit (groupe E)
(2) Valeurs déterminées par calcul, à partir de photos prises l'aide d'un horizontoscope.
Les points secondaires proches des bâtiments (ou d'autres obstacles, comme des arbres) présentent des valeurs d'angle solide inférieures à celles du tableau.
Un exemple caractéristique de l'incidence du masque physique sur l'éclairement énergétique du point central, par des conditions de ciel couvert, est celui des groupes A,B,C,D de Hautepierre au cours de la matinée du 23.11.78:
Groupe Angle solide r__/r_
PC Toit
A 0,71 0,61
8 0,78 0,67
C 0,79 0,72
0 0,82 0,77
Par contre , par des conditions de ciel clair, le rôle de l'angle
solide s'atténue. L'éclairement énergétique aux différents points
du sol devient dépendant principalement de leur exposition au soleil, et en conséquence, de la hauteur du soleil et de la position et de la hauteur des bâtiments environnants.
Pour l'ensemble des mesures effectuées par ciel clair et pour des hauteurs du soleil supérieures à 30°, le rayonnement reçu en tous les points exposés au soleil direct a été de l'ordre de 90 % du rayonnement incident sur la cité correspondante (cela a été observé de même pour des points dans des sites confinés, avec un angle solide de 0,3717 quand la hauteur du soleil était de 35°). Cette proportion peut, soit augmenter pour des positions assez dégagées (centre des groupes) jusqu'à l'égalité avec le rayonnement repéré au toit ou,
pour des points secondaires situés à proximité de façades claires,
dépasser le rayonnement incident au-dessus de la cité, soit baisser de 5 % environ pour le cas de positions à proximité d'ombres portées. Le rayonnement repéré dans les mêmes conditions, aux points à l'ombre,
quand il n'y a pas de réflexion par les parois environnantes, a
été dans la majorité des cas inférieur à 15 % du rayonnement reçu au toit de référence:.
Toutefois, par ciel clair, le rôle de masque physique environnant devient plus important avec l'augmentation de la composante diffuse du rayonnement, en particulier pour des hauteurs du soleil inférieures à 20°.
Figure 5
La figure 5 illustre la distribution des valeurs de R -
Rayonnea.au toit dans le cas du groupe A à la Cité Meinau. Les bâtiaents présentent des façades identiques : baies vitrées, parois opaques, peintes en blanc, balcons au SE et au SW.
La figure 5 (a) aontre les valeurs de R obtenues le 21.11.78 par des conditions de ciel clair. Le point central A et le point secondaire 2 se trouvent à l'oabre, pendant que le point 1, placé à 5 aètres d'une façade de teinte claire, ensoleillée, reçoit du /rayonneaent réfléchi par cette façade (la hauteur du soleil en ce notent est de 10,6°). Au cours des aesures effectuées siaultanéaent au point central A et respectiveaent aux points secondaires 1 et 2, on reaarque : - que le point 1, avec un angle solide inférieur à celui du point
central, bénéficie d'un éclaireaent énergétique plus iaportant
que le point A, grâce à la réflexion de la coaposante directe du rayonneaent par la façade proche (en A, R - 0,30 ; en 1, R - 0,65).
- que les points A et 2, de aâae exposition et de aâae angle solide (au point 2 le aasque du bâtiaent de 13 niveaux est compensé par le dégageaent du ciel entre cette tour et la barre de 6 niveaux) reçoivent le aSae pourcentage du rayonnement repéré siaultanéaent au toit (31 %). Ces deux points, à l'oabre, ne reçoivent que du rayonneaent diffus, relativement important à cette heure de la journée coapte tenu de la faible hauteur du soleil.
La figure 5 (b) donne les valeurs de R obtenues le aatin du lendemain par ciel couvert. Dans ce cas, les valeurs de R dépendent surtout de l'angle solide des points d'observation. Le point 4, au milieu de la rue, se trouve partielleaent masqué par les bâtiments environnants et par les arbres d'alignement, présentant un angle solide de dégagement vers le ciel inférieur aux deux autres points (on obtient au aâae aoaent, en 4, la hauteur du soleil étant de 14,2 R - 0,47, pendant qu'au point central R ~ 0,64. Les points A et 5, de aâae exposition et angle solide (A.S. - 0,85 n stéradians) présentent sensiblement la aâae valeur de R, respectivement 0,64 et 0,66 (hauteur du soleil: 16,4^ Par rapport aux points de position analogue dans le cas de la figure 5 (a) il est à noter que l'éclaireaent reçu en A et 5 était supérieur à celui reçu en A et 2.
En septembre (figure 5 (c)), la position du point central a été
décalée vers un espace extérieur équivalent entre 2 barres e 4
niveaux, iaaédiateaent au sud, en raison de l'importance prise Par le feuillage de deux arbres situés dans l'espace extérieur prec ent, et qui auraient pu réduire le rayonnement diffus obtenu à ce point. Les autres points ont aussi été décalés en conséquence. Au cours de la période de aesures, par ciel clair, la hauteur du soleil varie de 40,8° (à 13h58 TSV) à 36,1° (à 14h37 TSV). Dans ce cas, 1 écart
relatif du rayonneaent observé en des points de aâae angle *
(points A, 2 et 5) par rapport au toit est nettement plus a e
■ais situé entre 2 rangées d'arbres, présente une valeur de R - 0,86. Le contraste est apporté par les points à l'onbre 4 et 6,
qui ne reçoivent qu'environ 10 X du rayonnenent arrivant au nêne
nonent au toit. Le point 1, au soleil, senble bénéficier encore du rayonnenent réfléchi par la façade SW du bâtinent de 6 niveaux, situé à 5 nètres en arrière.
Ci el clair