Spatial distribution of daylight -- CIE standard general sky

ISO 15469:2004 defines a set of outdoor daylight conditions linking sunlight and skylight for theoretical and practical purposes.

Répartition spatiale de la lumière du jour -- Ciel général normalisé CIE

L'ISO 15469:2004 définit un jeu de conditions de lumičre du jour ŕ l'extérieur associant la lumičre du soleil et celle du ciel pour des études théoriques et pratiques.

General Information

Status
Published
Publication Date
23-Feb-2004
Current Stage
6060 - International Standard published
Start Date
19-Dec-2003
Completion Date
24-Feb-2004
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ISO 15469:2004 - Spatial distribution of daylight -- CIE standard general sky
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ISO 15469:2004 - Répartition spatiale de la lumiere du jour -- Ciel général normalisé CIE
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Standards Content (sample)

INTERNATIONAL ISO
STANDARD 15469
CIE S 011/E
Second edition
2004-02-15
Spatial distribution of daylight — CIE
standard general sky
Répartition spatiale de la lumière du jour — Ciel général normalisé CIE
Reference number
ISO 15469:2004(E)
CIE S 011/E:2003
ISO 2004
---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO 15469:2004(E)
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Web www.iso.org
Published in Switzerland
ii © ISO 2004 — All rights reserved
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ISO 15469:2004(E)
Foreword

ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards bodies

(ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through ISO

technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee has been

established has the right to be represented on that committee. International organizations, governmental and

non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work. ISO collaborates closely with the

International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.

ISO 15469 was prepared as Standard CIE S 011/E by the International Commission on Illumination, which has

been recognized by the ISO Council as an international standardizing body. It was adopted by ISO under a

special procedure which requires approval by at least 75 % of the member bodes casting a vote, and is

published as a joint ISO/CIE edition.

The International Commission on Illumination (abbreviated as CIE from its French title) is an organization

devoted to international cooperation and exchange of information among its member countries on all matters

relating to the science and art of lighting.

ISO 15469 was prepared by Division 3 (Interior Environment and Lighting Design) of the CIE.

This second edition cancels and replaces the first edition (ISO 15469:1997), of which it constitutes a technical

revision.
© ISO 2004 — All rights reserved iii
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ISO 15469:2004(E)
CIE S 011/E:2003
Standard
Spatial Distribution of Daylight -
CIE Standard General Sky
Répartition spatiale de la lumière du jour - Ciel général normalisé CIE
Räumliche Verteilung des Tageslichts - Allgemeiner Himmel nach CIE genormt

CIE Standards are copyrighted and shall not be reproduced in any form, entirely or partly, without

the explicit agreement of the CIE.
CIE Central Bureau, Vienna S 011/E:2003
Kegelgasse 27, A-1030 Vienna, Austria
UDC: 628.9.02 Descriptor: Light from celestial bodies and the sky
© CIE 2003 — All rights reserved
© ISO 2004 — All rights reserved v
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ISO 15469:2004(E)
CIE S 011/E:2003
� CIE 2003

All rights reserved. Unless otherwise specified, no part of this publication may be reproduced

or utilized in any form or by any means, electronic or mechanical, including photocopying and

microfilm, without permission in writing from CIE Central Bureau at the address below.

CIE Central Bureau
Kegelgasse 27
A-1030 Vienna
Austria
Tel.: +43 1 714 3187 0
Fax: +43 1 713 0838 18
e-mail: ciecb@ping.at
Web: www.cie.co.at/cie
© CIE 2003 — All rights reserved
vi © ISO 2004 — All rights reserved
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ISO 15469:2004(E)
CIE S 011/E:2003
FOREWFOREWOORDRD

Standards produced by the Commission Internationale de l’Eclairage (CIE) are a concise

documentation of data defining aspects of light and lighting, for which international harmony

requires such unique definition. CIE Standards are therefore a primary source of

internationally accepted and agreed data, which can be taken, essentially unaltered, into

universal standard systems.
This Standard has been prepared by CIE Technical Committee 3-15*) of Division 3

(Interior Environment and Lighting Design) “Sky luminance models“ and was approved by the

National Committees of the CIE. This present standard replaces CIE S003 - 1996 "Spatial

distribution of daylight - CIE standard overcast sky and clear sky".
TABLE OF CONTENTS
FOREWORD VII
INTRODUCTION 1
1. SCOPE 1
2. NORMATIVE REFERENCES 1
3. LIST OF SYMBOLS 2
4. SPECIFICATION: THE RELATIVE SKY LUMINANCE DISTRIBUTION 3
5. SPECIFICATION: STANDARD PARAMETERS 3
6. SPECIFICATION: THE TRADITIONAL OVERCAST SKY 6
7. DERIVATION OF THE STANDARD SKY 6
ANNEX A (INFORMATIVE): REFERENCES 7

*) Chairman of this TC was Y. Uetani (JP), members were: S. Aydinli (DE), A. Joukoff (BE),

J. D. Kendrick (AU), R. Kittler (SK), Y. Koga (JP), K. Matsuura (JP), T. Nagata (JP),

H. Nakamura (JP), M. Oki (JP), R. Perez (US), P. R. Tregenza (UK), P. Valko (CH).

� CIE, 2003
© CIE 2003 — All rights reserved
© ISO 2004 — All rights reserved vii
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ISO 15469:2004(E)
CIE S 011/E:2003
SPATIAL DISTRIBUTION OF DAYLIGHT - CIE STANDARD GENERAL
SKY
INTRODUCTION

The luminance distribution of the sky depends on weather and climate, and it changes during

the course of a day with the position of the sun. This standard lists a set of luminance

distributions, which model the sky under a wide range of conditions, from the heavily overcast

sky to cloudless weather. It is intended for two purposes:

i. to be a universal basis for the classification of measured sky luminance distributions

ii. to give a method for calculating sky luminance in daylighting design procedures.

The Standard defines relative luminance distributions: the luminance of the sky at any

point is given as a function of the zenith luminance. For daylighting calculation purposes it

may be used with values of zenith luminance or of horizontal illuminance to obtain absolute

luminance distributions.
The Standard incorporates both the CIE Standard Clear Sky and the CIE Standard

Overcast Sky, which are treated as particular cases of the General Sky. The Overcast Sky is

retained as a separate formula because there are many calculation procedures that embody

the mathematical formulation of this particular distribution.
1. SCOPE

This Standard defines a set of outdoor daylight conditions linking sunlight and skylight for

theoretical and practical purposes.
The luminance distributions given have the following characteristics:

i. They are symmetrical about the solar meridian and are functions of the angular

distance, Z , between the sun and the zenith.

ii. They are defined by smooth continuous functions. Such distributions are typical of

cloudless skies and of those where the cloud cover is homogeneous. They provide an

approximation to skies of broken cloud that is sufficiently accurate for many practical

daylight calculation purposes.

iii. The relative luminance at any point in the sky depends on the angle, �, between that

sky element and the sun, and on the angle, Z, between the sky element and the

zenith. It is given in terms of two functions: the relative scattering indicatrix, f(�), and

the luminance gradation between horizon and zenith, �(Z).
2. NORMATIVE REFERENCES

The following standards contain provisions, which through reference in the text, constitute

provisions of this standard. At the time of publication, the editions indicated were valid. All

standards are subject to revision, and parties to agreements based on the Standard are

encouraged to investigate the possibility of applying the most recent editions of the standards

indicated below. Members of the CIE, IEC and ISO maintain registers of currently valid

international standards.

1. CIE 17.4-1987 International Lighting Vocabulary, ILV (joint publication IEC/CIE).

2. ISO 31:1992 Quantities and Units, Part 6: Light and Related Electromagnetic Radiations.

© CIE 2003 — All rights reserved
© ISO 2004 — All rights reserved 1
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ISO 15469:2004(E)
CIE S 011/E:2003
3. LIST OF SYMBOLS
For the purposes of this Standard, the following symbols apply:
a, b luminance gradation parameters
azimuth of a sky element (clockwise from north) [rad]
� azimuth of the sun (clockwise from north) [rad]
c, d, e scattering indicatrix parameters
shortest angular distance between a sky element and the sun [rad]
f(�) scattering indicatrix function
�(Z) luminance gradation function
angle of elevation of a sky element above the horizon [rad]
angle of elevation
...

NORME ISO
INTERNATIONALE 15469
CIE S 011/F
Deuxième édition
2004-02-15
Répartition spatiale de la lumière du
jour — Ciel général normalisé CIE
Spatial distribution of daylight — CIE standard general sky
Numéro de référence
ISO 15469:2004(F)
CIE S 011/F:2007
ISO 2004
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ISO 15469:2004(F)
PDF – Exonération de responsabilité

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DOCUMENT PROTÉGÉ PAR COPYRIGHT
© ISO 2004

Droits de reproduction réservés. Sauf prescription différente, aucune partie de cette publication ne peut être reproduite ni utilisée sous

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ISO copyright office
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Tel. + 41 22 749 01 11
Fax. + 41 22 749 09 47
E-mail copyright@iso.org
Web www.iso.org
Version française parue en 2008
Publié en Suisse
ii © ISO 2004 – Tous droits réservés
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ISO 15469:2004(F)
Avant-propos

L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes nationaux de

normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est en général confiée

aux comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude a le droit de faire partie du

comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non

gouvernementales, en liaison avec l'ISO participent également aux travaux. L'ISO collabore étroitement avec

la Commission électrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.

L'ISO 15469 a été préparée en tant que Norme CIE S 011/F par la Commission internationale de l'éclairage

qui a été reconnue par le Conseil de l'ISO comme étant un organisme international de normalisation. Elle a

été adoptée par l'ISO selon une procédure spéciale qui requiert l'approbation de 75 % au moins des comités

membres votants et est publiée comme norme conjointe ISO/CIE.

La Commission internationale de l'éclairage (CIE) est une organisation qui se donne pour but la coopération

internationale et l'échange d'informations entre les pays membres sur toutes les questions relatives à l'art et à

la science de l'éclairage.

L'ISO 15469 a été élaborée par le Comité Technique CIE 3-15 Modèles de luminance des ciels, de la

Division 3, Environnement intérieur et étude de l'éclairage, de la CIE

Cette deuxième édition annule et remplace la première édition (ISO 15469:1997), dont elle constitue une

révision technique.
© ISO 2004 – Tous droits réservés iii
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ISO 15469:2004(F)
CIE S 011/F:2007
Norme
Répartition spatiale de la lumière du
jour – Ciel général normalisé CIE
Räumliche Verteilung des Tageslichts - Allgemeiner Himmel nach CIE genormt
Spatial Distribution of Daylight – CIE Standard General Sky
Traduction, la version officielle est CIE S 011/E:2003

Malgré que nous ayons tout fait pour traduire la version originale en parfait accord, veuillez

consulter en cas de doute, la version originale anglaise.

Les Normes CIE sont protégées par les droits de l’auteur et ne doivent pas être reproduits en

quelque forme que ce soit, en totalité ou en partie, sans l’accord explicite de la CIE.

Bureau Central de la CIE, Vienne CIE S 011/F:2007
Kegelgasse 27, A-1030 Vienne, Autriche
UDC: 628.9.02 Descripteur: Lumière des corps célestes et du ciel
© CIE 2007 – Tous droits réservés
© ISO 2004 – Tous droits réservés v
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ISO 15469:2004(F)
CIE S 011/F:2007
© CIE 2007

Droits de reproduction réservés. Sauf prescription différente, aucune partie de cette

publication ne peut être reproduite ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun

procédé, électronique ou mécanique, y compris la photocopie et les microfilms, sans l'accord

écrit du Bureau Central de la CIE.
Bureau Central de la CIE
Kegelgasse 27
A-1030 Vienne
Autriche
Tel.: +43 1 714 3187 0
Fax: +43 1 714 31 87 18
e-mail: ciecb@cie.co.at
Web: www.cie.co.at
© CIE 2007 – Tous droits réservés
© ISO 2004 – Tous droits réservés
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ISO 15469:2004(F)
CIE S 011/F:2007
PREAMBULE

Les normes élaborées et diffusées par la Commission Internationale de l’Eclairage (CIE)

forment une collection concise de documents définissant les aspects de la lumière et de

l’éclairage, pour lesquels une harmonisation internationale nécessite une définition unique.

Les normes CIE, sont par conséquent, la première source de données reconnues et

acceptées internationalement, pouvant être intégrées, sans modification, dans les normes

universelles.
Cette norme a été préparée par le comité technique 3-15 de la Division 3

(Environnement intérieur et éclairage) “Modèles de luminance des ciels” et a été approuvée

par les comités nationaux de la CIE. La présente norme remplace la norme CIE S003 – 1996

“Distribution spatiale de la lumière du jour – Ciel couvert et ciel clair normalisés CIE”

TABLE DE MATIERES

PREAMBULE vii

INTRODUCTION 1
1. OBJET 1
2. REFERENCES NORMATIVES 1
3. LISTE DE SYMBOLES 2
4. SPECIFICATION: DISTRIBUTION RELATIVE DE LA LUMINANCE DU CIEL 3
5. SPECIFICATION: PARAMETRES NORMALISES 3
6. SPECIFICATION: CIEL COUVERT TRADITIONNEL 6
7. DERIVATION DES CIELS NORMALISES 6
ANNEX A (INFORMATIVE): REFERENCES 7

*) Le président de ce TC était Y. Uetani (JP), les members étaient: S. Aydinli (DE), A. Joukoff

(BE), J.D. Kendrick (AU), R. Kittler (SK), Y. Koga (JP), K. Matsuura (JP), T. Nagata (JP),

H. Nakamura (JP), M. Oki (JP), R. Perez (US), P.R. Tregenza (UK), P. Valko (CH).
© CIE 2007 – Tous droits réservés
© ISO 2004 – Tous droits réservés
vii
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ISO 15469:2004(F)
CIE S 011/F:2007
REPARTITION SPATIALE DE LA LUMIERE DU JOUR -
CIEL GENERAL NORMALISE CIE
INTRODUCTION

La distribution de luminances du ciel dépend du temps et du climat, et varie pendant la

journée en fonction de la position du soleil. Cette norme liste un jeu de distributions de

luminances, qui modélisent le ciel pour un très large domaine de conditions, depuis le ciel

très couvert jusqu’au ciel clair sans nuage. Elle poursuit deux buts :

i. Etre une base universelle pour la classification des distributions de luminances du

ciel mesurées;
ii. Donner une méthode pour calculer la luminance du ciel dans les procédures de
conception de l’éclairage naturel.

La norme définit les distributions relatives de luminances : la luminance du ciel en

n’importe quel point est déterminée en fonction de la luminance au zénith. Pour les calculs de

la lumière du jour ces distributions relatives peuvent être utilisées avec les valeurs de la

luminance au zénith ou de l’éclairement horizontal pour obtenir les distributions de

luminances.

La norme incorpore le ciel Clair Normalisé CIE et le ciel Couvert Normalisé CIE qui

sont considérés comme des cas particuliers du Ciel Général. Le Ciel Couvert Normalisé est

néanmoins repris par la norme dans une formule séparée, en raison des nombreuses
méthodes de calcul qui l’utilisent encore aujourd’hui.
1. OBJET

Cette norme définit un jeu de conditions de lumière du jour à l’extérieur associant la lumière

du soleil et celle du ciel pour des études théoriques et pratiques.
Les distributions de luminance données ont les caractéristiques suivantes:

i. Elles sont symétriques par rapport au méridien qui contient le soleil et dépendent de

la distance angulaire, Z , entre le soleil et le zénith.

ii. Elles sont définies par des fonctions continues régulières. De telles distributions sont

typiques de ciels sans nuage et de ciels dont la couverture nuageuse est homogène.

Elles fournissent une approximation pour les ciels avec des nuages dispersés, qui est

suffisamment exacte pour de nombreuses applications pratiques dans les calculs de

la lumière du jour.

iii. La luminance relative en n’importe quel point du ciel dépend de l’angle, χ, entre cet

élément du ciel et le soleil, et de l’angle, Z, entre l’élément de ciel et le zénith. Elle est

donnée en terme de deux fonctions: l’indicatrice de diffusion relative f(χ),et la

gradation de luminance entre l’horizon et le zénith, ϕ(Z).
2. REFERENCES NORMATIVES

Les normes énumérées ci-dessous contiennent des dispositions qui, citées en référence dans

le présent texte, constituent les dispositions de la présente norme. Au moment de la

publication, les éditions citées ci-dessous étaient en usage. Toutes les normes sont

susceptibles de révision, et les groupes d’experts travaillant sur la présente norme sont

invités à rechercher la possibilité d’appliquer les éditions les plus récentes des normes

indiquées ci-dessous. Les représentants de la CIE, de la Commission Electrotechnique

Internationale (CEI) et de l’Organisation Internationale de Normalisation (ISO) tiennent les

registres actualisés des normes internationales en usage.

1. CIE 17.4-1987 Vocabulaire international de l’éclairage (VIE) - équivalent au IEC 50(845).

2. ISO 31:1992 Grandeurs et Unités, Partie 6: Lumière et Radiations Electromagnétiques

Associées.
© CIE 2007 – Tous droits réservés
© ISO 2004 – Tous droits réservés
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ISO 15469:2004(F)
CIE S 011/F:20
...

Questions, Comments and Discussion

Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.