Maison et loisirs

Les avantages glorieux des puits de lumière

Cet article a été co-écrit par Michelle Driscoll. Michelle Driscoll est la propriétaire de Mulberry Maids in Colorado. Driscoll a obtenu son Master en santé publique de la Colorado School of Public Health en 2016 et comprend les avantages pour la santé d'un environnement sain.

Il y a 17 références citées dans cet article, qui se trouvent au bas de la page.

Les puits de lumière apportent à la maison une lumière naturelle et un sentiment d'espace plus grand. En règle générale, ils ne nécessitent pas trop d'entretien. Avec le temps, ils peuvent devenir nuageux et ne laisseront pas autant de lumière. Nettoyer un puits de lumière avec de l'eau savonneuse ou du vinaigre uniquement, comme de l'ammoniac, de l'alcool ou des solutions de nettoyage à base de pétrole endommagera de manière irréversible les matériaux utilisés dans à peu près tous les puits de lumière.

Découvrez les merveilles des ouvertures aériennes au-delà de la simple illumination supplémentaire

Si vous entrez dans le Panthéon à Rome, vous remarquerez que le sentiment de grandeur prévaut. Tous les yeux sont dirigés vers le haut, sur une seule ouverture qui inonde le volume de lumière.

Dans la partie supérieure de tout dôme - qu’il s’agisse du Panthéon ou du dôme naturel du ciel que nous vivons à l’extérieur - il existe un point imaginaire directement au-dessus de l’observateur, appelé le zénith. Si vous vous trouvez à l’intérieur d’un espace clos et que vous ajoutez une ouverture à ce stade, il ya de fortes chances que vous soyez inondé de lumière naturelle.

Que vous utilisiez un oculus, comme au Panthéon, ou juste une lucarne ou une haute fenêtre, un plafonnier est un excellent moyen d’ajouter de l’art dramatique à un espace ou de mettre en valeur un élément architectural.

Il n’ya jamais eu de meilleur moment que d’être sur le marché pour un puits de lumière. Les modèles actuels sont nettement plus fiables que les générations précédentes, tandis que les conceptions familières ont été complétées par de nouvelles options intéressantes.

Imaginez l'ampoule moyenne. Imaginez maintenant que la lumière du soleil pénètre dans une pièce de votre maison. Il n’ya pas de comparaison possible, non? En ouvrant l’espace intérieur à l’extérieur et au soleil, les puits de lumière procurent une luminosité et un dynamisme inégalés. Cependant, même si elles transforment le caractère d'espaces intérieurs jadis sombres et lugubres, les lanterneaux offrent également un avantage pratique en termes de résultats. La lumière du soleil est gratuite, après tout, cela signifie donc que l’ajout d’une lucarne signifie la soustraction de votre facture d’électricité mensuelle. Alors que les puits de lumière plus anciens avaient acquis une réputation de performances imprévisibles, dues principalement à des problèmes d'humidité, la technologie s'est améliorée à pas de géant ces dernières années. En fait, le propriétaire d’aujourd’hui peut choisir parmi des options de puits de lumière qui n’étaient pas facilement disponibles, ou n’existaient même pas, il ya seulement quelques décennies.

Opérabilité
Si vous avez déjà acheté un puits de lumière, sachez qu’il existe traditionnellement deux types de puits de lumière: les puits de lumière fixes et ventilés. Soit s’installer au ras du toit, soit sur un trottoir légèrement surélevé. Fidèle à son nom, un fixé puits de lumière est inutilisable et destiné uniquement à fournir un éclairage supplémentaire. En attendant, un ventilé La lucarne peut être ouverte manuellement ou à distance, en fonction de l'appareil. Bien entendu, les lanterneaux ventilés télécommandés coûtent considérablement plus cher que leurs cousins ​​manuels. Et, en raison de l'implication d'un plus grand nombre de pièces plus sophistiquées, les puits de lumière électriques sont comparativement plus vulnérables aux problèmes. Néanmoins, les puits de lumière ventilés offrent, au-delà des avantages esthétiques et peut-être émotionnels de la lumière naturelle, un moyen supplémentaire de laisser entrer l'air frais dans la maison.

Les puits de lumière conventionnels sont essentiellement des fenêtres sur le toit. Une option plus récente - les dispositifs de lumière diurne tubulaires (DTD) de Solatube International, Inc. - constitue une alternative compacte, efficace et économique. Également appelés parfois puits de lumière tubulaires, les TDD s’écartent de la fonctionnalité de base d’une fenêtre et leur conception innovante montre clairement ce changement. Sur le toit, un dôme résistant aux intempéries capte la lumière du jour, puis la dirige vers vos espaces de vie par le biais de tubes métalliques très réfléchissants. Lorsque le tube de lumière se termine, une lentille spéciale prend le relais pour diffuser la lumière du soleil récoltée, en la diffusant uniformément dans la pièce sous une lueur d'un blanc pur. Les dispositifs d'éclairage solaire Solatube permettent même une personnalisation: vous pouvez ajouter une ventilation, un variateur de lumière naturelle ou un kit d'extension pour ampoule afin de créer un système multifonctionnel.

Vitrage
Il était une fois, les puits de lumière n'étaient rien de plus qu'une simple vitre maintenue dans un cadre en métal. Aujourd'hui, les vitrages couvrent toute la gamme des surfaces vitrées, des vitrages à vitrage simple ou à vitres multiples aux plastiques avancés, avec ou sans isolation et revêtements pour contrôler des variables telles que la chaleur et les rayons UV. Dans une installation traditionnelle, le verre offrirait une vue plus claire sur l’extérieur. Le plastique, bien que moins coûteux, présente quelques avantages essentiels. D'une part, il est plus durable. De plus, alors que les puits de lumière en verre sont généralement plats et rectangulaires, le plastique peut prendre pratiquement n'importe quelle forme, se prêtant à un grand nombre d'emplacements sur le toit. Plus important encore, les puits de lumière en forme de dôme - uniquement possibles avec du plastique - surclassent le verre, non seulement en faisant tomber les feuilles et la neige, mais également en recevant la lumière du soleil même quand elle entre de biais.

Au cours de ses 30 ans d’existence, Solatube International s’est concentré sur une solution de remplacement pour les puits de lumière en forme de dôme qui, grâce à sa technologie brevetée et à une optique de pointe, corrige de nombreux défauts des approches antérieures des puits de lumière. Tout d'abord, les dômes Solatube sont étanches, résistants aux chocs et autonettoyants, vous permettant ainsi de bénéficier d'une maintenance sans faille. Vous pouvez également voir clairement la différence entre Solatube International: son dôme captant la lumière et son réflecteur fonctionnent ensemble pour obtenir des performances inégalées toute l'année. D'une part, les systèmes Solatube redirigent la lumière du soleil vers un angle faible de sorte que même les jours d'hiver, votre puits de lumière fonctionne de manière satisfaisante. De l’autre, les systèmes Solatube rejettent les rayons du soleil trop puissants, vous n’obtenez donc pas une très bonne chose. À l'intérieur, vous pouvez même modifier l'intensité et la couleur de la lumière du jour qui pénètre dans votre maison à l'aide des lentilles «effet» Solatube.

Installation
Pour choisir le bon puits de lumière, vous devez tenir compte de la structure de votre toit. Jetez un coup d'oeil dans votre grenier pour évaluer le cadrage. A quelle distance sont les chevrons? Pour des raisons de commodité, les lanterneaux classiques sont disponibles dans des tailles qui s’adaptent parfaitement entre les chevrons des toits avec une ossature standard de 16 ou 24 pouces. Il n’est pas impossible d’installer une lucarne plus grande, tant que le vôtre n’est pas un toit en treillis, mais cela dépasse les capacités du bricoleur moyen. Les avions doivent être coupés, doublés et dirigés - en d’autres termes, ce n’est pas un projet facile pour le week-end!

Même un puits de lumière conventionnel de taille modeste peut prendre des jours à installer. Les systèmes d'éclairage solaire Solatube ne prennent que quelques heures. En fonction de vos compétences et de votre expérience, vous pourrez même gérer l’installation par vous-même. C’est parce que les dispositifs Solatube ne nécessitent aucune modification de la charpente et qu’aucune réparation majeure des murs ou du plafond n’est requise à l’intérieur. Plutôt que de lutter contre les chevrons et les solives, les dispositifs Solatube s'intègrent astucieusement entre ces composants, avec leur système de fixation breveté, leurs tubes de longueur ajustable et leurs adaptateurs d'angle, ce qui en fait un projet de remodelage rapide et sans douleur.

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Si facilement routés, les TDD Solatube peuvent illuminer ces espaces que vous n'auriez jamais pensé atteindre. Étant donné que le tube de canalisation de la lumière dans le système Solatube s’étend sur une longueur allant jusqu’à 30 pieds, la pièce que vous souhaitez éclairer n’a pas besoin de s’asseoir directement sous le toit. Les composants tubulaires du système peuvent circuler dans les combles, les locaux techniques et les murs pour fournir la lumière naturelle presque partout, même au rez-de-chaussée ou dans les sous-sols d'une maison à plusieurs étages.

Coût
Les prix des puits de lumière varient considérablement selon les options que vous choisissez. Les propriétaires sont avisés de prendre en compte non seulement les coûts initiaux du produit et de l'installation, mais également l'impact continu que la lucarne peut avoir sur les factures d'énergie de chauffage et de climatisation. Les puits de lumière isolés sont devenus la norme, mais il subsiste un risque de perte d'efficacité qui contrebalance les avantages pratiques et esthétiques apportés par le puits de lumière. En hiver, à cause de la montée d'air chaud, les puits de lumière inférieurs perdent plus de chaleur qu'une fenêtre. En été, les puits de lumière admettent plus de chaleur qu'une fenêtre, encore une fois en raison de leur placement sur le toit. Dans les deux cas, votre système de CVC devra faire des heures supplémentaires pour neutraliser le puits de lumière et maintenir une température confortable. Par conséquent, il est avantageux d'insister sur un produit certifié Energy Star. Les puits de lumière approuvés par Energy Star, tels que les systèmes d'éclairage naturel proposés par Solatube International, dépassent les exigences de performance énergétique minimales définies pour les climats du pays.

Il est facile de transformer les zones sombres cachées dans votre maison avec une source de lumière naturelle

Illusion d'espace
Les puits de lumière sont parfaits pour être placés dans de petites maisons ou pièces, car leur éclairage rendra les couleurs de la peinture plus vraies et plus claires, et les ombres seront réduites, créant ainsi un environnement plus attrayant. Ils peuvent être installés dans des maisons neuves ou existantes et sont très pratiques lorsque les restrictions d'espace ou l'emplacement ne permettent pas l'utilisation de fenêtres standard.

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Réduire les coûts de chauffage et d'éclairage
Les puits de lumière permettent à la lumière du soleil de pénétrer librement dans votre maison et de la répartir uniformément, réduisant ainsi le recours à la lumière artificielle. Ils fournissent plus de trois fois plus de lumière qu'une fenêtre verticale de la même taille et permettent également à la chaleur du soleil de réduire vos besoins en chauffage artificiel dans la région. Tout cela signifie que vous bénéficierez de factures d’électricité et de gaz moins élevées et, avec le temps, récupérerez le coût de l’installation!

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Évolutif
Les puits de lumière existants qui sont dessinés ou non émaillés peuvent être remplacés par des modèles plus récents, si vous le souhaitez. Alternativement, ils peuvent être refermés ou munis de stores ou de couvercles pour une efficacité thermique et suivre les améliorations de conception actuelles.

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Faible entretien
Le contrôle occasionnel de toutes les pièces en mouvement, le nettoyage des surfaces extérieures et l'enlèvement des débris de feuilles aideront à assurer le bon fonctionnement de votre puits de lumière.

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Les avantages

Bien entendu, le principal avantage des puits de lumière dans une maison est toute la lumière naturelle que vous recevez. C’est principalement pour l’hiver, car nous sommes moins exposés à la lumière naturelle que nos corps aspirent. Personne n'aime être enfermé dans une caverne obscure, obscure et artificiellement éclairée par ces jours d'hiver ensoleillés lorsque le soleil se couche peu de temps après son lever. (Eh bien, peut-être à l'exception des joueurs vidéo et des étudiants qui essaient de dormir pendant la journée.)

Une ou deux puits de lumière bien placés peuvent faire la différence entre se sentir bien dans sa peau pendant ces jours sombres et devenir un tueur psychopathe. (Qu'est-ce que c'est?) Pour ceux qui souffrent de trouble affectif saisonnier (SAD) et ne peuvent pas passer du temps à l'extérieur, être dans des espaces intérieurs bien éclairés peut faire toute la différence.

Si vous vivez dans un climat froid, vous pouvez également obtenir un peu de chauffage solaire grâce à une lucarne. Pour ce faire, vous devez vous assurer que vous en obtenez un avec un coefficient de gain de chaleur solaire (SHGC) aussi élevé que possible. (Le SHGC vous indique le gain de chaleur solaire que vous obtiendrez d'une fenêtre ou d'un puits de lumière. Il s'agit généralement d'un nombre inférieur à un, les chiffres les plus bas signifiant que le puits de lumière empêchera une plus grande quantité de chaleur solaire d'entrer.)

Voilà. Les deux principaux avantages des puits de lumière sont la lumière naturelle supplémentaire que vous obtenez et la possibilité de chauffer au soleil en hiver.

Les inconvénients

Mais ces deux avantages ont un coût. La lumière naturelle et la chaleur solaire supplémentaires que vous obtenez en hiver sont les bienvenues en hiver, mais peuvent être gênantes pendant les périodes les plus chaudes de l'année. Avant d’entrer dans les détails, permettez-moi de dresser une liste des principaux inconvénients des puits de lumière.

  1. Trop de lumière les beaux jours
  2. Trop de chaleur, entraînant une surchauffe
  3. Perte de chaleur en hiver
  4. Puits de lumière de puits de lumière qui ne sont pas isolés ou scellés à l'air correctement
  5. Problèmes d'humidité dus à des fuites lorsque la lucarne pénètre dans le toit

Examinons maintenant chacun d'eux et discutons de la manière dont vous pourriez surmonter les inconvénients.

1. Trop de lumière

En fonction de l'orientation et de la taille de la lucarne, vous risquez de vous retrouver dans une pièce trop lumineuse. Lorsque le soleil brille directement sur la lucarne, une pièce peut être pratiquement inutilisable à certaines heures de la journée.

Que peux-tu y faire? Une solution consisterait à conserver les puits de lumière sur les sections de toit orientées au nord. Cela limitera la quantité de lumière directe entrant dans la lucarne, surtout si la lumière du soleil doit traverser un puits pour pénétrer dans la pièce. Si vous ne pouvez pas le localiser sur un toit orienté au nord, placez-le plus haut sur le toit pour profiter d'un puits de lumière plus long.

Si vous ne pouvez pas faire ces choses ou si vous avez toujours un problème, vous aurez besoin d'un autre moyen d'empêcher l'excès de lumière du soleil d'entrer, généralement des stores ou des stores. À ce stade, vous devriez vous demander s’il serait peut-être préférable d’abandonner toute l’idée d’avoir une lucarne. Et nous avons encore quatre inconvénients à surmonter.

2. Trop de gain de chaleur

Comme je l'ai écrit par le passé, les fenêtres, y compris les puits de lumière, constituent une responsabilité thermique. Ils ne sont pas obligés de limiter la perte de chaleur ou le gain de chaleur presque autant que les murs, les plafonds ou les sols. Voici le tableau du Code international de conservation de l'énergie (IECC) de 2015:

En regardant les colonnes du facteur U, nous pouvons calculer que les valeurs R équivalentes vont de 1,3 à 3, alors que les murs devraient avoir une isolation de R-13 (CZ 1) à R-23 (CZ 6 et plus).

Comment cela affecte-t-il la perte de chaleur en hiver ou le gain de chaleur en été? Nous avons fait une petite modélisation avec notre logiciel Manual J (RightSuite Universal) et avons découvert la capacité supplémentaire dont vous auriez besoin pour chaque pied carré de surface de puits de lumière. Nous allons jeter un coup d'oeil.

Floride, zone climatique 2

Nous avons d’abord examiné ce qui se passe dans un climat chaud en utilisant les spécifications suivantes:

Windows: U = 0,33 et SHGC = 0,25

Puits de lumière: U = 0,53 et SHGC = 0,24

Pour l'été, nous avons eu les résultats suivants:

Orientation
Fenêtre
Lucarne
Plusieurs
Nord
11,7 BTU / h / sf
66,7 BTU / h / sf
5.7
Sud
13,6 BTU / h / sf
67,4 BTU / h / sf
5.0
est ou ouest
30,4 BTU / h / sf
73,5 BTU / h / sf
2.4

Les données ici montrent que le fait de placer des puits de lumière sur un toit orienté au nord vous offre le plus faible gain de chaleur des quatre choix, mais qu’il n’ya pas beaucoup de différence entre eux. La conclusion majeure à tirer de ceci est que les puits de lumière ajouteront beaucoup plus de chaleur à votre maison que les fenêtres.

Bien sûr, nous avons utilisé des spécifications pour fenêtres et puits de lumière qui respectent à peine le code. En installant des puits de lumière bien meilleurs que le code, vous pouvez réduire ce gain de chaleur.

Michigan, zone climatique 5

Ensuite, nous avons examiné un climat froid, avec les spécifications suivantes:

Windows: U = 0,33 et SHGC = 0,25

Puits de lumière: U = 0,53 et SHGC = 0,24

La valeur U de la fenêtre dans ce cas ne correspond pas tout à fait au code de 2015, mais la différence entre 0,33 et 0,32 est négligeable.

Pour l'été, nous avons eu les résultats suivants:

Orientation
Fenêtre
Lucarne
Plusieurs
Nord
10,2 BTU / h / sf
60,1 BTU / h / sf
5.9
Sud
16,3 BTU / h / sf
62,3 BTU / h / sf
3.8
est ou ouest
28,8 BTU / h / sf
66,8 BTU / h / sf
2.3

Encore une fois, les données montrent que vous devriez probablement opter pour des puits de lumière qui sont nettement supérieurs aux exigences du code de l’énergie si vous ne voulez pas surchauffer en été.

En outre, les calculs de gain de chaleur ci-dessus n'incluent aucune zone de puits de lumière de puits de lumière, car le puits de lumière en question ici ressemblait à celui montré sur la photo en haut de cet article. C'était dans un plafond cathédrale.

3. Perte de chaleur en hiver

Nous avons fait les mêmes calculs pour la perte de chaleur en hiver et avons trouvé ceci:

Floride

En hiver, les fenêtres ont une perte de chaleur de 12,1 BTU / h par pied carré. La lucarne perd 19,5 BTU / h par pied carré. Le puits de lumière dans ce cas est environ 1,6 fois pire que la fenêtre, car il est autorisé à avoir une valeur U plus élevée. Le gain de chaleur solaire n'a pas été pris en compte dans le calcul car la perte de chaleur maximale se produit la nuit, lorsqu'il fait le plus froid.

Michigan

Pour l'hiver, les fenêtres ont une perte de chaleur de 20,2 BTU / h par pied carré. Le puits de lumière perd 32,4 BTU / h par pied carré. La lucarne dans ce cas est encore environ 1,6 fois pire que la fenêtre.

La perte de chaleur en hiver n’est pas aussi grave que le gain de chaleur en été dans ce cas, mais elle pourrait tout de même créer des problèmes de confort si votre puits de lumière n’a pas de spécifications précises.

4. Mât de puits de lumière mal isolé ou mal isolé

Un autre problème rencontré avec les puits de lumière est qu'ils passent parfois par des greniers non conditionnés, comme le montre la photo ci-dessous. Les encadreurs construiront un puits avec un 2x4 sur le plat (regardez celui de gauche avec le fil agrafé), ce qui rend difficile l'isolation du puits avec des matériaux isolants traditionnels. Les mattes de fibre de verre que vous voyez ici, même si elles ne se décollaient pas, ne permettraient pas d’isoler l’arbre en raison d’un mauvais contact. Ces puits sont souvent des sites de fuite d’air.

Que pouvez-vous faire? Une méthode consisterait à déplacer l'enceinte du bâtiment sur la ligne de toit. Faites-en simplement un grenier conditionné, et maintenant vous n’aurez plus à vous soucier d’isoler le puits de lumière. Une autre méthode consisterait à utiliser de la mousse isolante pulvérisée sur la tige.

Quelle que soit la décision prise pour traiter ce problème, vous devez être conscient du fait que cet puits de lumière de toit fait partie de l'enceinte du bâtiment. Si elle traverse un grenier non climatisé et qu'elle est mal isolée ou mal étanche à l'air, cela créera un problème thermique, en ajoutant de la chaleur à la maison en été et en la volant en hiver.

5. Problèmes d'humidité dus aux fuites

Vous devez toujours bien réfléchir à l'ajout de pénétrations dans le toit. Oui, nous avons des matériaux et des méthodes qui peuvent minimiser les risques de fuites d’eau, mais au fil du temps, les choses changent. Si vous pouvez éviter le risque en trouvant d’autres moyens d’incorporer cette lumière naturelle dans une maison, c’est probablement une solution plus judicieuse.

La ligne du bas

Les puits de lumière peuvent certainement apporter un peu de gaieté à une maison en permettant à plus de lumière naturelle d'entrer en hiver. Cependant, même si vous en avez assez en hiver, vous pouvez en payer le prix plus tard en surchauffant votre maison et en rendant les pièces inutilisables ou inconfortables. Voici mon résumé de la meilleure façon d'utiliser les puits de lumière:

  • Installez-les dans des climats qui ne deviennent pas trop chauds en été. (Pensez Seattle.)
  • Installez-les sur les toits orientés au nord.
  • Installez-les là où ils seront ombragés en été si la surchauffe pose problème.
  • Obtenez des puits de lumière avec les meilleures spécifications que vous pouvez trouver. Cela signifie un double ou triple vitrage avec des valeurs U et des coefficients de gain de chaleur solaire bien inférieurs aux exigences du code.
  • Éliminez les puits de lumière de ciel ou assurez-vous qu'ils sont isolés et scellés à l'air.
  • Utilisez les meilleurs matériaux et méthodes de gestion de l’eau pour réduire les risques de fuites d’eau sur le toit.

Parfois, cependant, la meilleure chose à faire est simplement d’éliminer complètement les puits de lumière. Si vous êtes en phase de conception, cela coûte beaucoup moins cher que si vous l'avez déjà chez vous, bien sûr.

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