Природне висвітлення: види та основні аспекти вибору. Розрахунок бокового одностороннього природного освітлення Вибір віконних систем для будівлі
ГОУ ВПО "Сургутський Державний Університет"
Ханти-Мансійського Автономного Округу – Югри
Кафедра Безпеки Життєдіяльності
Курсова робота
Тема: "Розрахунок природного освітлення"
Виконав: студент 04-42 групи 5 курсу
Хіміко-технологічного факультету
СеменоваЮліяОлегівна
Викладач:
К.х.н., доцент
АндрєєваТетянаСергіївна
Курсова робота містить: 15 малюнків, 9 таблиць, 2 використаних джерела (у тому числі СП 23-102-2003 та СНіП 23-05-95), розрахункові формули, розрахунки, план та розріз приміщення (лист 1, лист 2, формат А 3).
Мета роботи: визначення площі світлових отворів, тобто кількості та геометричних розмірів вікон, що забезпечують нормоване значення КЕО.
Об'єкт дослідження: робочий кабінет.
Об'єм роботи: 41 сторінка.
Результат роботи: вибрані розміри світлового отвору забезпечують вимоги норм щодо сумісного освітлення робочого кабінету.
Вступ 4
Глава 1. Види природного висвітлення 5
Глава 2. Принцип нормування природного висвітлення 6
Розділ 3. Проектування природного освітлення 9
Розділ 4. Розрахунок природного освітлення
4.1. Вибір значень коефіцієнта природного освітлення 12
4.2. Попередній розрахунок площі світлових отворів та КЕО при бічному освітленні 13
4.3. Перевірочний розрахунок КЕО при бічному освітленні 16
4.4. Попередній розрахунок площі світлових отворів та КЕО при верхньому освітленні 19
4.5. Перевірочний розрахунок КЕО при верхньому освітленні 23
Розділ 5. Розрахунок природного освітлення робочого кабінету 29
Таблиці 32
Висновок 39
Список використаної літератури 40
Вступ
Приміщення із постійним перебуванням людей повинні мати природне освітлення.
Природне освітлення - освітлення приміщень прямим або відбитим світлом, що проникає через світлові отвори в зовнішніх конструкціях, що захищають. Природне освітлення має передбачатися, як правило, у приміщеннях із постійним перебуванням людей. Без природного освітлення допускається проектувати окремі види виробничих приміщень відповідно до санітарних норм проектування промислових підприємств.
Види природного освітлення
Розрізняють наступні видиприродного освітлення приміщень:
·бічне одностороннє - коли світлові отвори розташовані в одній із зовнішніх стін приміщення,
Малюнок 1 - Бокове природне одностороннє освітлення
·бокове - світлові отвори у двох протилежних зовнішніх стінах приміщення,
Малюнок 2 - Бокове природне освітлення
верхнє - коли ліхтарі та світлові отвори в покритті, а також світлові отвори в стінах перепаду висот будівлі,
В· комбіноване - світлові отвори, передбачені для бокового (верхнє та бічне) і верхнього освітлення.
Принцип нормування природного освітлення
Природне освітлення використовується для загального освітлення виробничих та підсобних приміщень. Воно створюється променистою енергією сонця і організм людини діє найбільш сприятливо. Використовуючи цей вид освітлення, слід враховувати метеорологічні умови та їх зміни протягом доби та періодів року у цій місцевості. Це необхідно для того, щоб знати, яка кількість природного світла потраплятиме в приміщення через світлові прорізи будівлі, що влаштовуються: вікна - при бічному освітленні, світлові ліхтарі верхніх перекриттів будівлі - при верхньому освітленні. При комбінованому природному освітленні до верхнього освітлення додається бічне.
Приміщення із постійним перебуванням людей повинні мати природне освітлення. Встановлені розрахунком розміри світлових отворів допускається змінювати на +5 -10%.
Нерівномірність природного освітлення приміщень виробничих та громадських будівельз верхнім або верхнім та природним бічним освітленням та основних приміщень для дітей та підлітків при бічному освітленні не повинна перевищувати 3:1.
Сонцезахисні пристрої в громадських та житлових будинках слід передбачати відповідно до глав СНіП з проектування цих будівель, а також з глав з будівельної теплотехніки.
Якість освітлення природним світлом характеризується коефіцієнтом природного освітленнядо ео, який є відношенням освітленості на горизонтальній поверхнівсередині приміщення до одночасного горизонтального освітлення зовні,
,
де Е - горизонтальна освітленість всередині приміщення в лк;
Е н - Горизонтальна освітленість зовні в лк.
При бічному освітленні нормується мінімальне значення коефіцієнта природної освітленості - до ео хв, а при верхньому та комбінованому освітленні - середнє його значення - до ео порівн. Спосіб розрахунку коефіцієнта природного освітлення наведено в Санітарні нормипроектування промислових підприємств
З метою створення найбільш сприятливих умовпраці встановлено норми природного освітлення. У тих випадках, коли природна освітленість недостатня, робочі поверхні повинні додатково висвітлюватися штучним світлом. Змішане освітлення допускається за умови додаткового освітлення лише робочих поверхонь за загального природного освітлення.
Будівельними нормами та правилами (СНиП 23-05-95) коефіцієнти природного освітлення виробничих приміщень встановлені залежно від характеру роботи за рівнем точності.
Для підтримки необхідної освітленості приміщень нормами передбачається обов'язкове очищення вікон та світлових ліхтарів від 3 разів на рік до 4 разів на місяць. Крім того, слід систематично очищати стіни, обладнання та забарвлювати їх у світлі кольори.
Норми природного освітлення промислових будівель, Зведені до нормування К.Е.О., представлені в СНіП 23-05-95. Для полегшення нормування освітленості робочих місць всі зорові роботи за рівнем точності поділяються на вісім розрядів.
СНиП 23-05-95 встановлюють необхідну величину К.Е.О. залежно від точності робіт, виду освітлення та географічного розташування виробництва. Територія Росії ділиться п'ять світлових поясів, котрим значення К.Е.О. визначаються за такою формулою:
де N – номер групи адміністративно-територіального району із забезпеченості природним світлом;
Значення коефіцієнта природного освітлення, вибирається по СНиП 23-05-95 залежно від характеристики зорових робіт у цьому приміщенні та системи природного освітлення.
Коефіцієнт світлового клімату, що знаходиться за таблицями СНіП залежно від виду світлових прорізів, їх орієнтації з боків горизонту та номера групи адміністративного району.
Для визначення відповідності природного освітлення в виробничому приміщеннінеобхідним нормам освітленість вимірюють при верхньому та комбінованому освітленні-в різних точках приміщення з наступним усередненням; при бічному - на найменш освітлених робочих місцях. Одночасно вимірюють зовнішню освітленість та визначений розрахунковим шляхом К.Е.О. порівнюють із нормативним.
Проектування природного освітлення
1.Проектування природного освітлення будівель має базуватися на вивченні трудових процесів, що виконуються у приміщеннях, а також на світлокліматичних особливостях місця будівництва будівель. При цьому мають бути визначені такі параметри:
характеристика та розряд зорових робіт;
група адміністративного району, де передбачається будівництво будівлі;
нормоване значення КЕО з урахуванням характеру зорових робіт та світлокліматичних особливостей місця розташування будівель;
потрібна рівномірність природного освітлення;
тривалість використання природного освітлення протягом доби на різні місяці року з урахуванням призначення приміщення, режиму роботи та світлового клімату місцевості;
необхідність захисту приміщення від сліпучої дії сонячного світла.
2. Проектування природного освітлення будівлі слід виконувати у наступній послідовності:
визначення вимог до природного висвітлення приміщень;
вибір систем висвітлення;
вибір типів світлових отворів та світлопропускних матеріалів;
вибір засобів для обмеження сліпучої дії прямого сонячного світла;
облік орієнтації будівлі та світлових прорізів з боків горизонту;
виконання попереднього розрахункуприродного освітлення приміщень (визначення необхідної площі світлових отворів);
уточнення параметрів світлових отворів та приміщень;
виконання перевірочного розрахунку природного висвітлення приміщень;
визначення приміщень, зон та ділянок, що мають недостатнє за нормами природне освітлення;
визначення вимог до додаткового штучному освітленнюприміщень, зон та ділянок з недостатнім природним освітленням;
визначення вимог до експлуатації світлових отворів;
внесення необхідних коректив до проекту природного освітлення та повторний перевірочний розрахунок (за потреби).
3. Систему природного освітлення будівлі (бічна, верхня або комбінована) слід вибирати з урахуванням наступних факторів:
призначення та прийнятого архітектурно-планувального, об'ємно-просторового та конструктивного рішення будівлі;
вимог до природного висвітлення приміщень, що випливають із особливостей технології виробництва та зорової роботи;
кліматичних та світлокліматичних особливостей місця будівництва;
економічності природного висвітлення (за енергетичними витратами).
4. Верхнє та комбіноване природне освітлення слід застосовувати переважно в одноповерхових громадських будинках великої площі(криті ринки, стадіони, виставкові павільйони тощо).
5. Бокове природне освітлення слід застосовувати у багатоповерхових громадських та житлових будинках, одноповерхових житлових будинках, а також в одноповерхових громадських будинках, у яких відношення глибини приміщень до висоти верхньої грані світлового отвору над умовною робочою поверхнеюне перевищує 8.
6. При виборі світлових отворів та світлопропускних матеріалів слід враховувати:
вимоги до природного висвітлення приміщень;
призначення, об'ємно-просторове та конструктивне рішеннябудівлі;
орієнтацію будівлі з боків горизонту;
кліматичні та світлокліматичні особливості місця будівництва;
необхідність захисту приміщень від інсоляції;
ступінь забруднення повітря.
7. При проектуванні природного бічного освітлення слід враховувати затінення, створюване протистоящими будинками.
8. Світлопрозорі заповнення світлопройомів у житлових та громадських будинках обирають з урахуванням вимог СНиП 23-02.
9. При бічному природному освітленні громадських будівель з підвищеними вимогами до сталості природного освітлення та сонцезахисту (наприклад, картинні галереї) світлові отвори слід орієнтувати на північну чверть горизонту (С-СЗ-С-СВ).
10. Вибір пристроїв для захисту від сліпучої дії прямого сонячного світла слід проводити з урахуванням:
орієнтації світлових прорізів з боків горизонту;
напрями сонячних променів щодо людини у приміщенні, що має фіксовану лінію зору (учень за партою, кресляр за креслярською дошкою тощо);
робочого часу доби та року в залежності від призначення приміщення;
різниці між сонячним часом, за яким побудовані сонячні карти, та декретним часом, прийнятим на території Російської Федерації.
При виборі засобів захисту від сліпучої дії прямого сонячного світла слід керуватися вимогами будівельних нормта правил щодо проектування житлових та громадських будівель (СНіП 31-01, СНіП 2.08.02).
11. При однозмінному робочому (навчальному) процесі та експлуатації приміщень в основному в першу половину дня (наприклад, лекційні аудиторії), коли приміщення орієнтовані на західну чверть горизонту, застосування сонцезахисних засобів необов'язкове.
Розрахунок природного освітлення
Метою розрахунку природного освітлення є визначення площі світлових отворів, тобто кількості та геометричних розмірів вікон, що забезпечують нормоване значення КЕО.
Вибір значень КЕО
1. Відповідно до СНиП 23-05 територія Російської Федерації зонована на п'ять груп адміністративних районів за ресурсами світлового клімату. Перелік адміністративних районів, що входять до груп забезпеченості природним світлом, наведено у таблиці 1.
2. Значення КЕО у житлових та громадських будинках, розташованих у першій групі адміністративних районів, приймають відповідно до СНиП 23-05.
3. Значення КЕО у житлових та громадських будівлях, розташованих у другій, третій, четвертій та п'ятій групах адміністративних районів, визначають за формулою
e N = e н m N , (1)
де N- Номер групи адміністративних районів за таблицею 1;
е н- нормоване значення КЕО за додатком І СНіП 23-05;
m N- Коефіцієнт світлового клімату, що приймається за таблицею 2.
Отримані за формулою (1) значення слід округлювати до десятих часток.
4. Розміри та розташування світлових отворів у приміщенні, а також дотримання вимог норм природного освітлення приміщень визначають попереднім та перевірочним розрахунками.
Попередній розрахунок площі світлових отворів та КЕО при бічному освітленні
1. Попередній розрахунок розмірів світлових отворів при бічному освітленні без урахування протилежних будівель слід проводити із застосуванням графіків, наведених для приміщень житлових будівель на малюнку 3, для приміщень громадських будівель - на малюнку 4, для шкільних класів - на малюнку 5. Розрахунок слід проводити в наступної послідовності:
Малюнок 3 - Графік для визначення відносної площі світлових отворів А с. /А ппри бічному освітленні житлових приміщень
Малюнок 4 - Графік для визначення відносної площі світлових отворів А с. /А ппри бічному освітленні приміщень громадських будівель
Малюнок 5 - Графік для визначення відносної площі світлових отворів А с. /А ппри бічному освітленні шкільних класів
а) залежно від розряду зорової роботи або призначення приміщення та групи адміністративних районів за ресурсами світлового клімату Російської Федерації за СНиП 23-05 визначають нормоване значення КЕО для приміщення, що розглядається;
d п h 01 та відношення d п /h 01 ;
в) на осі абсцис графіка (рисунки 3, 4 або 5) визначають точку, що відповідає певному значенню d п /h 01 через знайдену точку проводять вертикальну лінію до перетину з кривою, що відповідає нормованому значенню КЕО. По ординаті точки перетину визначають значення А с. /А п ;
г) розділивши знайдене значення А с. /А пна 100 і помноживши на площу підлоги, знаходять площу світлових отворів у м 2 .
2. У разі коли розміри та розташування світлових отворів у проекті будівель були обрані з архітектурно-будівельних міркувань, попередній розрахунок значень КЕО у приміщеннях слід проводити за рисунками 3-5 у наступній послідовності:
а) за будівельними кресленнями знаходять сумарну площу світлових отворів (у світлі) А с.та освітлювану площу підлоги приміщення А пі визначають ставлення А с. /А п ;
б) визначають глибину приміщення d п, висоту верхньої грані світлових отворів над рівнем умовної робочої поверхні h 01 та відношення d п /h 01 ;
в) з урахуванням типу приміщень вибирають відповідний графік (малюнки 3, 4 чи 5);
г) за значеннями А с. /А пі d п /h 01 на графіку знаходять точку з відповідним значенням КЕО.
Графіки (малюнки 3-5) розроблені стосовно найбільш часто зустрічаються в практиці проектування габаритних схем приміщень і типового рішеннясвітлопрозорих конструкцій - дерев'яним спареним плетінням, що відкривається.
Перевірочний розрахунок КЕО при бічному освітленні
1. Перевірочний розрахунок КЕО Розрахунок КЕО слід проводити в наступній послідовності:
а) графік I (рисунок 6) накладають на поперечний розріз приміщення таким чином, щоб його полюс (центр) 0 сумісний з розрахунковою точкою А(Рисунок 8), а нижня лінія графіка - зі слідом робочої поверхні;
б) за графіком I підраховують число променів, що проходять через поперечний розріз світлового отвору від неба n 1 і від протистояння будівлі до розрахункової точки А ;
в) відзначають номери півкола на графіку I, що збігаються з серединою З 1 ділянки світлопройому, через який з розрахункової точки видно небо, і з серединою З 2 ділянки світлопройому, через який з розрахункової точки видно будівлю, що протистоїть (рисунок 8);
г) графік II (рисунок 7) накладають на план приміщення таким чином, щоб його вертикальна вісь та горизонталь, номер якої відповідає номеру концентричного півкола (пункт «в»), проходили через точку З 1 (рисунок 8);
д) підраховують кількість променів п 2 за графіком II, що проходять від неба через світловий отвір на плані приміщення до розрахункової точки А ;
е) визначають значення геометричного КЕО, що враховує пряме світло від неба;
ж) графік II накладають на план приміщення таким чином, щоб його вертикальна вісь та горизонталь, номер якої відповідає номеру концентричного півкола (пункт «в»), проходили через точку З 2 ;
з) підраховують кількість променів за графіком II, що проходять від протилежної будівлі через світловий отвір на плані приміщення до розрахункової точки А ;
і) визначають значення геометричного коефіцієнта природного освітлення, що враховує світло, відбите від протилежної будівлі;
к) визначають значення кута, під яким видно середину ділянки піднебіння з розрахункової точки на поперечному розрізі приміщення (рисунок 9);
л) за значенням кута та заданими параметрами приміщення та навколишньої забудови визначають значення коефіцієнтів q i , b ф , k ЗД , r о, і K з, та обчислюють значення КЕО в розрахунковій точці приміщення.
Малюнок 6- Графік I для розрахунку геометричного КЕО
Малюнок 7 - графік II для розрахунку геометричного КЕО
Примітки
1 Графіки I та II застосовні лише для світлових отворів прямокутної форми.
2 План та розріз приміщення виконують (викреслюють) в однаковому масштабі.
А- Розрахункова точка; 0 – полюс графіка I; З 1 - середина ділянки світлового отвору, через який із розрахункової точки видно небо; З 2 - середина ділянки світлового отвору, через який з розрахункової точки видно будівлю, що протистоїть.
Малюнок 8 - Приклад використання графіка I для підрахунку числа променів від неба та протилежної будівлі
Попередній розрахунок площі світлових отворів та КЕО при верхньому освітленні
1. Для попереднього розрахунку площі світлових отворів при верхньому освітленні слід застосовувати наступні графіки: для зенітних ліхтарів з глибиною отвору (світлопровідної шахти) до 0,7 м - на малюнку 9; для шахтних ліхтарів – за малюнками 10, 11; для ліхтарів прямокутних, трапецієподібних, шед із вертикальним склінням та шед із похилим склінням - за малюнком 12.
Таблиця 1
| Тип заповнення | значення коефіцієнта K 1 для графіків на малюнках | |
| 1 | 2, 3 | |
| Один шар шибки в сталевих одинарних глухих палітурках | - | 1,26 |
| Те ж, у переплітаннях, що відкриваються | - | 1,05 |
| Один шар шибки в дерев'яних одинарних палітурках | 1,13 | 1,05 |
| Три шари віконного скла в роздільно-спарених металевих палітурках | - | 0,82 |
| Те саме, в дерев'яних палітурках | 0,63 | 0,59 |
| Два шари віконного скла в сталевих подвійних палітурках | - | 0,75 |
| Те саме, в глухих палітурках | - | - |
| Склопакети (два шари скління) в сталевих одинарних палітурках* | - | 1,00 |
| Те саме, в глухих палітурках* | - | 1,15 |
| Склопакети (три шари скління) у сталевих глухих спарених палітурках* | - | 1,00 |
| Пустотілі скляні блоки | - | 0,70 |
| * При застосуванні інших видів палітурок (ПВХ, дерев'яні та ін.) коефіцієнт K 1 приймають по таблиці 3 до проведення випробувань. | ||
Площа світлових прорізів ліхтарів А с.фвизначають за графіками на малюнках 9-12 у наступній послідовності:
а) залежно від розряду зорової роботи або призначення приміщення та групи адміністративних районів за ресурсами світлового клімату Російської Федерації за СНіП 23-05;
б) на ординаті графіка визначають точку, що відповідає нормованому значенню КЕО, через знайдену точку проводять горизонталь до перетину з відповідною кривою графіка (рисунки 9-12), за абсцисом точки перетину визначають значення А с.ф /А п ;
в) розділивши значення А с.ф /А пна 100 і помноживши на площу підлоги, знаходять площу світлових прорізів ліхтарів у м 2 .
Попередній розрахунок значень КЕО у приміщеннях слід проводити із застосуванням графіків на малюнках 9-12 у наступній послідовності:
а) за будівельними кресленнями знаходять сумарну площу світлових отворів ліхтарів А с.ф, що висвітлюється площа підлоги приміщення А пі визначають ставлення А с.ф /А п ;
б) з урахуванням типу ліхтаря вибирають відповідний малюнок (8, 10, 11 або 12);
в) на вибраному малюнку через точку з абсцисою А с.ф /А ппроводять вертикальну лінію до перетину з відповідним графіком; ордината точки перетину дорівнюватиме розрахунковому середньому значенню коефіцієнта природного освітлення е ср .
Малюнок 9 - Графік визначення середнього значення КЕО е сру приміщеннях з зенітними ліхтарями з глибиною отвору до 0,7 м та розмірами в плані, м:
1 - 2,9 х5, 9; 2 3 - 1,5x1,7
Малюнок 10 - Графік визначення середнього значення КЕО е сру громадських приміщеннях з шахтними ліхтарями з глибиною світлопровідної шахти 3,50 м та розмірами в плані, м:
1 - 2,9 х5, 9; 2 - 2,7 x2, 7; 2,9 x2, 9; 1,5 x5, 9; 3 - 1,5x1,7
Малюнок 11 - графік для визначення середнього значення КЕО е сру громадських приміщеннях з шахтними ліхтарями дифузного світла з глибиною світлопровідної шахти 3,50 м та розмірами в плані, м:
1 - 2,9 х5, 9; 2 - 2,7 х 2,7; 2,9 x2, 9; 1,5 x5, 9; 3 - 1,5x1,7
1 - трапецієподібний ліхтар; 2 - Шед, що має похилий скління;
3 - Прямокутний ліхтар; 4 - Шед, що має вертикальне скління
Малюнок 12- Графік визначення середнього значення КЕО е cpу громадських приміщеннях із ліхтарями
Перевірочний розрахунок КЕО при верхньому освітленні
Розрахунок КЕО проводять у наступній послідовності:
а) графік I (рисунок 6) накладають на поперечний розріз приміщення таким чином, щоб полюс (центр) графіка поєднувався з розрахунковою точкою, а нижня лінія графіка - зі слідом робочої поверхні. Підраховують число радіально спрямованих променів графіка I, що проходять через поперечний розріз першого отвору ( n 1) 1 , другого отвору - ( n 1) 2 , третього отвору - ( n 1) 3 і т. д.; при цьому відзначають номери півкола, які проходять через середину першого, другого, третього отворів тощо;
б) визначають кути , і т. д. між нижньою лінією графіка I і лінією, що з'єднує полюс (центр) графіка I з серединою першого, другого, третього отворів і т. д.;
в) графік II (малюнок 7) накладають на поздовжній розріз приміщення; при цьому графік мають так, щоб його вертикальна вісь і горизонталь, номер якої повинен відповідати номеру півкола на графіку I, проходили через середину отвору (точка C).
Підраховують число променів за графіком II, що проходять через поздовжній розріз першого отвору ( n 2) 1 , другого отвору - ( п 2) 2 , третього отвору - ( n 2) 3 і т. д.;
г) обчислюють значення геометричного КЕО у першій точці характерного розрізу приміщення за формулою
де Р- Число світлових прорізів;
q- Коефіцієнт, що враховує нерівномірну яскравість ділянки небосхилу, видимого з першої точки відповідно під кутами,, і т. д.;
д) повторюють обчислення відповідно до пунктів «а», «б», «в», «г» для всіх точок характерного розрізу приміщення до Nвключно (де N- Число точок, в яких проводять розрахунок КЕО);
е) визначають середнє значення геометричного КЕО;
ж) за заданими параметрами приміщення та світлових прорізів визначають значення r 2 , k ф , ;
Перевірочний розрахунок значень КЕО у точках характерного розрізу приміщення при верхньому освітленні від зенітних та шахтних ліхтарів слід виконувати за такою формулою:
де A ф.- площа вхідного верхнього отвору ліхтаря;
N ф- Число ліхтарів;
q() - коефіцієнт, що враховує нерівномірну яскравість хмарного неба МКО;
Кут між прямою, що з'єднує розрахункову точку з центром нижнього отвору ліхтаря, та нормаллю до цього отвору;
Середнє значення геометричного КЕО;
K з- коефіцієнт світлопередачі ліхтаря, який визначається для ліхтарів з дифузним відображенням стінок, а для ліхтарів із спрямованим відображенням стінок -за значенняміндексу світлового отвору шахтного ліхтаря i ф ;
Малюнок 13 - графік для визначення коефіцієнта q() залежно від кута
Малюнок 14 K зліхтарів з дифузним відображенням стін шахти
Малюнок 15 - графік для визначення коефіцієнта світлопередачі K cліхтарів з спрямованим відображенням стінок шахти при різних значенняхкоефіцієнта дифузного відбиття стінок шахти
K з- розрахунковий коефіцієнт, що враховує зниження КЕО та освітленості в процесі експлуатації внаслідок забруднення та старіння світлопрозорих заповнень у світлових отворах, а також зниження відбивних властивостей поверхонь приміщення (коефіцієнт запасу).
Індекс світлового отвору ліхтаря з отворами у формі прямокутника i фвизначають за формулою
де A ф.н- площа нижнього отвору ліхтаря, м2;
A ф.- Площа верхнього отвору ліхтаря, м 2;
h с.ф- Висота світлопровідної шахти ліхтаря, м. Київ
Р ф. , Р ф.н- периметр верхнього та нижнього отворів ліхтаря відповідно, м.
Те саме, з отворами у формі кола - за формулою
i ф = (r ф. + r ф.н) / 2h с.ф , (5)
де r ф. , r ф.н- радіус верхнього та нижнього отворів ліхтаря відповідно.
Обчислюють значення геометричного КЕО у першій точці характерного розрізу приміщення за формулою
Повторюють обчислення для всіх точок характерного розрізу приміщення до N jвключно (де N j- Число точок, в яких проводять розрахунок КЕО).
Визначають за формулою
Послідовно для всіх точок обчислюють пряму складову КЕО за формулою
Визначають відбиту складову КЕО, значення якої однаково для всіх точок, за формулою
. (9)
Розрахунок природного освітлення робочого кабінету
Теоретична частина
Висвітлення робочих кабінетів, офісів має проектуватись на основі наступних вимог:
а) створення необхідних умовосвітлення на робочих столах, розташованих у глибині приміщення під час виконання різноманітних зорових робіт (читання друкарського та машинописного текстів, рукописних матеріалів, розрізнення деталей графічних матеріалів тощо);
б) забезпечення зорового зв'язку із зовнішнім простором;
в) захист приміщень від сліпучої та теплової дії інсоляції;
г) сприятливий розподіл яскравості у полі зору.
Бокове освітлення робочих кабінетів повинно здійснюватися, як правило, окремими світловими отворами (одне вікно на кожен кабінет). З метою зниження необхідної площі світлових прорізів висоту підвіконня над рівнем підлоги рекомендується приймати не менше ніж 0,9 м.
При розташуванні будівлі в адміністративних районах Російської Федерації груп за ресурсами світлового клімату нормоване значення КЕО слід приймати: при глибині робочих кабінетів (офісів) 5 м і більше - по таблиці 3 стосовно суміщеної системи освітлення; менше 5 м - по таблиці 4 стосовно природною системоюосвітлення.
Для забезпечення зорового контакту із зовнішнім простором заповнення світлових прорізів повинно, як правило, виконуватися світлопрозорим віконним склом.
Для обмеження сліпучої дії сонячної радіаціїу робочих кабінетах та офісах необхідно передбачати штори та легкі регульовані жалюзі. При проектуванні будівель управління та будівель під офіси для III та IV кліматичних районів Російської Федерації слід передбачати обладнання світлових отворів, орієнтованих на сектор горизонту в межах 200 ° -290 ° сонцезахисними пристроями.
У приміщеннях значення коефіцієнта відбиття поверхонь повинні бути не меншими:
стелі та верхньої частини стін.. 0,70
нижній частині стін .................... 0,50
статі.......................................... 0,30.
Практична частина
Потрібно визначити необхідну площу вікна в робочих кабінетах будівлі управління, розташованого в місті Сургут (лист 1).
Вихідні дані.Глибина приміщення d п= 5,5 м, висота h= 3,0 м, ширина b п= 3,0 м, площа підлоги А п= 16,5 м 2 , висота верхньої грані світлового отвору над умовною робочою поверхнею h 01 = 1,9 Заповнення світлових прорізів прозорим склінням по металевих одинарних палітурках; товщина зовнішніх стін 0,35 м. Затінення протистоящими будівлями відсутнє.
Рішення
1. Враховуючи, що глибина приміщення d ппонад 5 м, по таблиці 3 знаходимо, що нормоване значення КЕО дорівнює 0,5%.
2. Проводимо попередній розрахунок природного освітлення за вихідною глибиною приміщення d п= 5,5 м та висоті верхньої грані світлового отвору над умовною робочою поверхнею h 01 = 1,9 м; визначають, що d п /h 01 = 5,5/1,9=2,9.
3. На малюнку 4 на відповідній кривій е= 0,5% знаходимо крапку з абсцисою d п /h 01 = 2,9. По ординаті цієї точки визначаємо, що необхідна відносна площа світлового отвору A о / A п = 16,6%.
4. Визначаємо площу світлового отвору А проза формулою:
0,166 А п= 0,166 · 16,5 = 2,7 м2.
Отже, ширина світлового отвору b o= 2,7 / 1,8 = 1,5 м.
Приймаємо віконний блокрозміром 1,5 х 1,8 м-коду.
5. Проводимо перевірочний розрахунок КЕО у точці А(лист 1) за формулою:
.
6. Накладаємо графік I до розрахунку КЕО методом А.М. Данилюка на поперечний розріз приміщення (аркуш 2), поєднуючи полюс графіка I - 0 з точкою Аа нижню лінію - з умовною робочою поверхнею; підраховуємо число променів за графіком I, що проходять через поперечний розріз світлового отвору: n 1 = 2.
7. Зазначаємо, що через точку Зна розрізі приміщення (аркуш 2) проходить концентрична півкола 26 графіка I.
8. Накладаємо графік II для розрахунку КЕО на план приміщення (лист 1) таким чином, щоб його вертикальна вісь та горизонталь 26 проходили через точку З; підраховуємо за графіком II число променів, що проходять від неба через світловий отвір: п 2 = 16.
9. Визначаємо значення геометричного КЕО за формулою:
10. На поперечному розрізі приміщення в масштабі 1:50 (лист 2) визначаємо, що середина ділянки піднебіння, видимого з розрахункової точки А через світловий отвір, знаходиться під кутом; за значенням цього кута за таблицею 5 знаходимо коефіцієнт, що враховує нерівномірну яскравість хмарного неба МКО: q i =0,64.
11. За розмірами приміщення та світлового отвору знаходять, що d п /h 01 = 2,9;
l Т /d п = 0,82; b п /d п = 0,55.
12. Середньозважений коефіцієнт відображення .
13. За знайденими значеннями d п /h 01 ; l T /d п ; b п /d пза таблицею 6 знаходимо, що r o = 4,25.
14. Для прозорого скління з металевою одинарною палітуркою знаходимо загальний коефіцієнт пропускання світла.
15 По СНиП 23-05 знаходимо, що коефіцієнт запасу для вікон громадських будівель K з = 1,2.
16 Визначаємо геометричний КЕО у точці А, підставляючи значення всіх знайдених коефіцієнтів у формулу:
.
Отже, вибрані розміри світлового отвору забезпечують вимоги норм сумісного освітлення робочого кабінету.
Таблиця 1
Групи адміністративних районів
| Адміністративний район | |
| 1 | Московська, Смоленська, Володимирська, Калузька, Тульська, Рязанська, Нижегородська, Свердловська, Пермська, Челябінська, Курганська, Новосибірська, Кемеровська області, Республіка Мордовія, Чуваська Республіка, удмуртская Республіка, Республіка Башкортостан, Республіка Татарстан, Красноярський край(північніше 63 ° пн.ш.). Республіка Саха (Якутія) (на північ від 63° пн.ш.), Чукотський автон. округ, Хабаровський край (північніше 55 ° пн.ш.) |
| 2 | Брянська, Курська, Орловська, Білгородська, Воронезька, Липецька, Тамбовська, Пензенська, Самарська, Ульянівська, Оренбурзька, Саратовська, Волгоградська області, Республіка Комі, Кабардино-Балкарська Республіка, Республіка Північна Осетія-Аланія, Чеченська Республіка, автономний округ, Республіка Алтай, Красноярський край (південніше 63° пн.ш.), Республіка Саха (Якутія) (південніше 63° пн.ш.), Республіка Тива, Республіка Бурятія, Читинська область, Хабаровський край (південніше 55° пн. ш.), Магаданська, Сахалінська області |
| 3 | Калінінградська, Псковська, Новгородська, Тверська, Ярославська, Іванівська, Ленінградська, Вологодська, Костромська, Кіровська області, Республіка Карелія, Ямало-Ненецький автономний округ. |
| 4 | Архангельська, Мурманська області |
| 5 | Республіка Калмикія, Ростовська, Астраханська області, Ставропольський край, Краснодарський край, Республіка Дагестан, Амурська область, Приморський край |
Таблиця 2
Коефіцієнт світлового клімату
| Світлові отвори | Орієнтація світлових прорізів з боків горизонту | Коефіцієнт світлового клімату m N | ||||
| Номер групи адміністративних районів | ||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | ||
| У зовнішніх стінах будівлі | З | 1 | 0,9 | 1,1 | 1,2 | 0,8 |
| СВ, СЗ | 1 | 0,9 | 1,1 | 1,2 | 0,8 | |
| З, В | 1 | 0,9 | 1,1 | 1,1 | 0,8 | |
| ЮВ, ПЗ | 1 | 0,85 | 1 | 1,1 | 0,8 | |
| Ю | 1 | 0,85 | 1 | 1,1 | 0,75 | |
| У зенітних ліхтарях | - | 1 | 0,9 | 1,2 | 1,2 | 0,75 |
| Примітка – С – північна; СВ – північно-східна; СЗ – північно-західна; В – східна; З – західна; Ю – південна; ЮВ – південно-східна; ПдЗ - південно-західна орієнтація. | ||||||
Таблиця 3
Нормовані значення КЕО при бічному сумісному висвітленні в основних приміщеннях житлових та громадських будівель в адміністративних районах різних груп за ресурсами світлового клімату
| Групи адміністративних районів за ресурсами світлового клімату | КЕО, % | |||||
| у шкільних класах | у виставкових залах | у читальних залах | у проектних залах | |||
| 1 | 0,60 | 1,30 | 0,40 | 0,70 | ||
| 0,60 | 1,30 | 0,40 | 0,70 | |||
| 159-203 | 0,60 | 1,30 | 0,40 | 0,70 | ||
| 294-68 | 0,60 | - | 0,40 | 0,70 | ||
| 2 | 0,50 | 1,20 | 0,40 | 0,60 | ||
| 0,50 | 1,10 | 0,40 | 0,60 | |||
| 159-203 | 0,50 | 1,10 | 0,40 | 0,60 | ||
| 294-68 | 0,50 | - | 0,40 | 0,60 | ||
| 3 | 0,70 | 1,40 | 0,50 | 0,80 | ||
| 0,60 | 1,30 | 0,40 | 0,70 | |||
| 159-203 | 0,60 | 1,30 | 0,40 | 0,70 | ||
| 294-68 | 0,70 | - | 0,50 | 0,90 | ||
| 4 | 0,70 | 1,40 | 0,50 | 0,80 | ||
| 0,70 | 1,40 | 0,50 | 0,80 | |||
| 159-203 | 0,70 | 1,40 | 0,50 | 0,80 | ||
| 294-68 | 0,70 | - | 0,50 | 0,80 | ||
| 5 | 0,50 | 1,00 | 0,30 | 0,60 | ||
| 0,50 | 1,00 | 0,30 | 0,60 | |||
| 159-203 | 0,50 | 1,00 | 0,30 | 0,50 | ||
| 294-68 | 0,50 | - | 0,30 | 0,60 | ||
Таблиця 4
Нормовані значення КЕО при бічному природному освітленні в основних приміщеннях житлових та громадських будівель у різних групахадміністративних районів за ресурсами світлового клімату
Групи адмініст- ративних районів за ресурсами світлового клімату |
Орієнтація світлових прорізів з боків горизонту, град. | Нормовані значення КЕО, % | |||||
| у робочих кабінетах будівель управління, офісах | у шкільних класах | у житлових приміщеннях |
очних залах |
у читальних залах | у проектних залах, креслярсько- конструк- торських бюро |
||
| 1 | 1,00 | 1,50 | 0,50 | 0,70 | 1,20 | 1,50 | |
| 1,00 | 1,50 | 0,50 | 0,70 | 1,20 | 1,50 | ||
| 159-203 | 1,00 | 1,50 | 0,50 | 0,70 | 1,20 | 1,50 | |
| 294-68 | 1,00 | - | 0,50 | 0,70 | 1,20 | 1,50 | |
| 2 | 0,90 | 1,40 | 0,50 | 0,60 | 1,10 | 1,40 | |
| 0,90 | 1,30 | 0,40 | 0,60 | 1,10 | 1,30 | ||
| 159-203 | 0,90 | 1,30 | 0,40 | 0,60 | 1,10 | 1,30 | |
| 294-68 | 0,90 | - | 0,50 | 0,60 | 1,10 | 1,40 | |
| 3 | 1,10 | 1,70 | 0,60 | 0,80 | 1,30 | 1,70 | |
| 1,00 | 1,50 | 0,50 | 0,70 | 1,20 | 1,50 | ||
| 159-203 | 1,00 | 1,50 | 0,50 | 0,70 | 1,20 | 1,50 | |
| 294-68 | 1,10 | - | 0,60 | 0,80 | 1,30 | 1,70 | |
| 4 | 1,10 | 1,70 | 0,60 | 0,80 | 1,30 | 1,70 | |
| 1,10 | 1,70 | 0,60 | 0,80 | 1,30 | 1,70 | ||
| 159-203 | 1,10 | 1,70 | 0,60 | 0,80 | 1,30 | 1,70 | |
| 294-68 | 1,20 | - | 0,60 | 0,80 | 1,40 | 1,80 | |
| 5 | 0,80 | 1,20 | 0,40 | 0,60 | 1,00 | 1,20 | |
| 0,80 | 1,20 | 0,40 | 0,60 | 1,00 | 1,20 | ||
| 159-203 | 0,80 | 1,10 | 0,40 | 0,50 | 0,90 | 1,10 | |
| 294-68 | 0,80 | - | 0,40 | 0,60 | 0,90 | 1,20 | |
Таблиця 5
значення коефіцієнта q i
| Кутова висота середнього променя ділянки небосхилу, видимого з розрахункової точки через світловий отвір у розрізі приміщення, град. | значення коефіцієнта q i |
| 2 | 0,46 |
| 6 | 0,52 |
| 10 | 0,58 |
| 14 | 0,64 |
| 18 | 0,69 |
| 22 | 0,75 |
| 26 | 0,80 |
| 30 | 0,86 |
| 34 | 0,91 |
| 38 | 0,96 |
| 42 | 1,00 |
| 46 | 1,04 |
| 50 | 1,08 |
| 54 | 1,12 |
| 58 | 1,16 |
| 62 | 1,18 |
| 66 | 1,21 |
| 70 | 1,23 |
| 74 | 1,25 |
| 78 | 1,27 |
| 82 | 1,28 |
| 86 | 1,28 |
| 90 | 1,29 |
Примітки 1 При значеннях кутових висот середнього променя, відмінних від наведених у таблиці, значення коефіцієнта q iвизначають інтерполяцією. 2 У практичних розрахунках кутову висоту середнього променя ділянки небосхилу, видимого з розрахункової точки через світловий отвір у розрізі приміщення, слід замінювати кутовою висотою середини ділянки небосхилу, видимого з розрахункової точки через світловий отвір. |
|
Таблиця 6
Значення r oдля умовної робочої поверхні
| Відношення глибини приміщення d пдо висоті від рівня умовної робочої поверхні до верху вікна h 01 | Відношення відстані розрахункової точки від внутрішньої поверхні зовнішньої стіни l Tдо глибини приміщення d п | Середньозважений коефіцієнт відображення підлоги, стін та стелі | |||||||||||
| 0,60 | 0,50 | 0,45 | 0,35 | ||||||||||
| Відношення довжини приміщення а пдо його глибини d п | |||||||||||||
| 0,5 | 1,0 | 2,0 | 0,5 | 1,0 | 2,0 | 0,5 | 1,0 | 2,0 | 0,5 | 1,0 | 2,0 | ||
| 1,00 | 0,10 | 1,03 | 1,03 | 1,02 | 1,02 | 1,02 | 1,02 | 1,02 | 1,02 | 1,01 | 1,01 | 1,01 | 1,01 |
| 1,00 | 0,50 | 1,66 | 1,59 | 1,46 | 1,47 | 1,42 | 1,33 | 1,37 | 1,34 | 1,26 | 1,19 | 1,17 | 1,13 |
| 1,00 | 0,90 | 2,86 | 2,67 | 2,30 | 2,33 | 2,19 | 1,93 | 2,06 | 1,95 | 1,74 | 1,53 | 1,48 | 1,37 |
| 3,00 | 0,10 | 1,10 | 1,09 | 1,07 | 1,07 | 1,06 | 1,05 | 1,06 | 1,05 | 1,04 | 1,03 | 1,03 | 1,02 |
| 3,00 | 0,20 | 1,32 | 1,29 | 1,22 | 1,23 | 1,20 | 1,16 | 1,18 | 1,16 | 1,13 | 1,09 | 1,08 | 1,06 |
| 3,00 | 0,30 | 1,72 | 1,64 | 1,50 | 1,51 | 1,46 | 1,36 | 1,41 | 1,37 | 1,29 | 1,20 | 1,18 | 1,14 |
| 3,00 | 0,40 | 2,28 | 2,15 | 1,90 | 1,91 | 1,82 | 1,64 | 1,73 | 1,66 | 1,51 | 1,37 | 1,33 | 1,26 |
| 3,00 | 0,50 | 2,97 | 2,77 | 2,38 | 2,40 | 2,26 | 1,98 | 2,12 | 2,01 | 1,79 | 1,56 | 1,51 | 1,39 |
| 3,00 | 0,60 | 3,75 | 3,47 | 2,92 | 2,96 | 2,76 | 2,37 | 2,57 | 2,41 | 2,10 | 1,78 | 1,71 | 1,55 |
| 3,00 | 0,70 | 4,61 | 4,25 | 3,52 | 3,58 | 3,32 | 2,80 | 3,06 | 2,86 | 2,44 | 2,03 | 1,93 | 1,72 |
| 3,00 | 0,80 | 5,55 | 5,09 | 4,18 | 4,25 | 3,92 | 3,27 | 3,60 | 3,34 | 2,82 | 2,30 | 2,17 | 1,91 |
| 3,00 | 0,90 | 6,57 | 6,01 | 4,90 | 4,98 | 4,58 | 3,78 | 4,18 | 3,86 | 3,23 | 2,59 | 2,43 | 2,11 |
| 5,00 | 0,10 | 1,16 | 1,15 | 1,11 | 1,12 | 1,11 | 1,08 | 1,09 | 1,08 | 1,07 | 1,05 | 1,04 | 1,03 |
| 5,00 | 0,20 | 1,53 | 1,48 | 1,37 | 1,38 | 1,34 | 1,27 | 1,30 | 1,27 | 1,21 | 1,15 | 1,14 | 1,11 |
| 5,00 | 0,30 | 2,19 | 2,07 | 1,84 | 1,85 | 1,77 | 1,60 | 1,68 | 1,61 | 1,48 | 1,34 | 1,31 | 1,24 |
| 5,00 | 0,40 | 3,13 | 2,92 | 2,49 | 2,52 | 2,37 | 2,07 | 2,22 | 2,10 | 1,85 | 1,61 | 1,55 | 1,43 |
| 5,00 | 0,50 | 4,28 | 3,95 | 3,29 | 3,34 | 3,11 | 2,64 | 2,87 | 2,68 | 2,31 | 1,94 | 1,84 | 1,66 |
| 5,00 | 0,60 | 5,58 | 5,12 | 4,20 | 4,27 | 3,94 | 3,29 | 3,61 | 3,35 | 2,83 | 2,31 | 2,18 | 1,92 |
| 5,00 | 0,70 | 7,01 | 6,41 | 5,21 | 5,29 | 4,86 | 4,01 | 4,44 | 4,09 | 3,40 | 2,72 | 2,55 | 2,20 |
| 5,00 | 0,80 | 8,58 | 7,82 | 6,31 | 6,41 | 5,87 | 4,79 | 5,33 | 4,90 | 4,03 | 3,17 | 2,95 | 2,52 |
| 5,00 | 0,90 | 10,28 | 9,35 | 7,49 | 7,63 | 6,96 | 5,64 | 6,30 | 5,77 | 4,71 | 3,65 | 3,39 | 2,86 |
Якщо оздоблення поверхні приміщення невідоме, то для приміщень житлових та громадських будівель середньозважений коефіцієнт відображення слід приймати рівним 0,50.
Таблиця 7
Значення коефіцієнтів 1 та
| Вид світлопроникного матеріалу | Значення |
Вид палітурки | Значення |
| Скло віконне листове: | Палітурки для вікон та ліхтарів промислових будівель: | ||
| одинарне | 0,9 | ||
| подвійне | 0,8 | дерев'яні: | |
| потрійне | 0,75 | одинарні | 0,75 |
| Скло вітринне завтовшки 6-8 мм | 0,8 | спарені | 0,7 |
| Скло листове армоване | 0,6 | подвійні роздільні | 0,6 |
| Скло листове візерунчасте | 0,65 | сталеві: | |
| Скло листове зі спеціальними властивостями: | одинарні відкриваються | 0,75 | |
| одинарні глухі | 0,9 | ||
| сонцезахисне | 0,65 | подвійні відкриваються | 0,6 |
| контрастне | 0,75 | подвійні глухі | 0,8 |
| Органічне скло: | Палітурки для вікон житлових, громадських та допоміжних будівель: | ||
| прозоре | 0,9 | ||
| молочне | 0,6 | ||
| Пустотілі скляні блоки: | дерев'яні: | ||
| світлорозсіювальні | 0,5 | одинарні | 0,8 |
| світлопрозорі | 0,55 | спарені | 0,75 |
| Склопакети | 0,8 | подвійні роздільні | 0,65 |
| з потрійним склінням | 0,5 | ||
| металеві: | |||
| одинарні | 0,9 | ||
| спарені | 0,85 | ||
| подвійні роздільні | 0,8 | ||
| з потрійним склінням | 0,7 | ||
| Склозалізобетонні панелі з пустотілими скляними блокамипри товщині шва: | |||
| 20 мм і менше | 0,9 | ||
| більше 20 мм | 0,85 |
Таблиця 8
Значення коефіцієнтів та
| Несучі конструкції покриттів | Коефіцієнт, що враховує втрати світла в несучих конструкціях, | Сонцезахисні пристрої, вироби та матеріали | Коефіцієнт, що враховує втрати світла в сонцезахисних пристроях, |
| Сталеві ферми | 0,9 | Регульовані жалюзі та штори, що забираються (міжскальні, внутрішні, зовнішні) | 1,0 |
| Залізобетонні та дерев'яні фермита арки | 0,8 | Стаціонарні жалюзі та екрани із захисним кутом не більше 45° при розташуванні пластин жалюзі або екранів під кутом 90° до площини вікна: | |
| горизонтальні | 0,65 | ||
| вертикальні | 0,75 | ||
| Балки та рами суцільні при висоті перерізу: | Горизонтальні козирки: | ||
| із захисним кутом не більше 30° | 0,8 | ||
| 50 см і більше | 0,8 | із захисним кутом від 15° до 45° | 0,9-0,6 |
| менше 50 см | 0,9 | (багатоступінчасті) | |
| Балкони глибиною: | |||
| до 1,20 м | 0,90 | ||
| 1,50 м | 0,85 | ||
| 2,00 м | 0,78 | ||
| 3,00 м | 0,62 | ||
| Лоджії глибиною: | |||
| до 1,20 м | 0,80 | ||
| 1,50 м | 0,70 | ||
| 2,00 м | 0,55 | ||
| 3,00 м | 0,22 |
Висновок
В ході курсової роботимною було вивчено такий параметр, як природне висвітлення. Було розглянуто принцип нормування природного освітлення, і навіть проектування природного освітлення. У цьому роботі зробила розрахунок природного освітлення у робочому кабінеті. Нормоване значення коефіцієнта природного освітлення 0,5% обраного округу. Зробивши попередній розрахунок, я з'ясувала розміри віконного блоку для достатнього освітлення: 1,5*1,8. У перевірочному розрахунку, я утвердилася в правильності обраних розмірів світлового отвору, так як вони забезпечують вимоги норм по суміщеному освітленню робочого кабінету. Коефіцієнт природного освітлення у перевірочному розрахунку 0,53%.
Вступ
Приміщення із постійним перебуванням людей повинні мати природне освітлення.
Природне освітлення - освітлення приміщень прямим або відбитим світлом, що проникає через світлові отвори в зовнішніх конструкціях, що захищають. Природне освітлення має передбачатися, як правило, у приміщеннях із постійним перебуванням людей. Без природного освітлення допускається проектувати окремі види виробничих приміщень відповідно Санітарним нормам проектування промислових підприємств.
Види природного освітлення
Розрізняють такі види природного освітлення приміщень:
· бічне одностороннє - коли світлові отвори розташовані в одній із зовнішніх стін приміщення,
Малюнок 1 - Бокове природне одностороннє освітлення
· Бокове - світлові отвори в двох протилежних зовнішніх стінах приміщення,
Малюнок 2 - Бокове природне освітлення
верхнє - коли ліхтарі та світлові отвори в покритті, а також світлові отвори в стінах перепаду висот будівлі,
· Комбіноване - світлові отвори, передбачені для бокового (верхнє і бічне) і верхнього освітлення.
Принцип нормування природного освітлення
Природне освітлення використовується для загального освітлення виробничих та підсобних приміщень. Воно створюється променистою енергією сонця і на організм людини діє найбільш сприятливо. Використовуючи цей вид освітлення, слід враховувати метеорологічні умови та їх зміни протягом доби та періодів року в даній місцевості. Це необхідно для того, щоб знати, яка кількість природного світла буде потрапляти в приміщення через світлові прорізи будівлі, що влаштовуються: вікна - при бічному освітленні, світлові ліхтарі верхніх перекриттів будівлі - при верхньому освітленні. При комбінованому природному освітленні до верхнього освітлення додається бічне.
Приміщення із постійним перебуванням людей повинні мати природне освітлення. Встановлені розрахунком розміри світлових отворів допускається змінювати на +5 -10%.
Нерівномірність природного освітлення приміщень виробничих та громадських будівель з верхнім або верхнім та природним бічним освітленням та основних приміщень для дітей та підлітків при бічному освітленні не повинна перевищувати 3:1.
Сонцезахисні пристрої в громадських та житлових будинках слід передбачати відповідно до глав СНіП з проектування цих будівель, а також з глав з будівельної теплотехніки.
Якість освітлення природним світлом характеризується коефіцієнтом природної освітленості до ео, який є відношенням освітленості на горизонтальній поверхні всередині приміщення до одночасної горизонтальної освітленості зовні,
де Е - горизонтальна освітленість всередині приміщення в лк;
Е н - горизонтальна освітленість зовні в лк.
При бічному освітленні нормується мінімальне значення коефіцієнта природної освітленості - до ео хв, а при верхньому і комбінованому освітленні - середнє його значення - до ео порівн. Спосіб розрахунку коефіцієнта природної освітленості наведено у Санітарних нормах проектування промислових підприємств.
З метою створення найбільш сприятливих умов праці встановлено норми природного освітлення. У тих випадках, коли природна освітленість недостатня, робочі поверхні повинні додатково висвітлюватися штучним світлом. Змішане освітлення допускається за умови додаткового освітлення тільки робочих поверхонь при загальному природному освітленні.
Будівельними нормами і правилами (СНиП 23-05-95) коефіцієнти природної освітленості виробничих приміщень встановлені залежно від характеру роботи за рівнем точності.
Для підтримки необхідної освітленості приміщень нормами передбачається обов'язкове очищення вікон і світлових ліхтарів від 3 разів на рік до 4 разів на місяць. Крім того, слід систематично очищати стіни, обладнання і забарвлювати їх у світлі кольори.
Норми природного освітлення промислових будівель, зведені до нормування К.Е.О., представлені в СНіП 23-05-95. Для полегшення нормування освітленості робочих місць всі зорові роботи за рівнем точності поділяються на вісім розрядів.
СНиП 23-05-95 встановлюють необхідну величину К.Е.О. в залежності від точності робіт, виду освітлення та географічного розташування виробництва. Територія Росії ділиться п'ять світлових поясів, для ко-торых значення К.Е.О. визначаються за такою формулою:
де N – номер групи адміністративно-територіального району за забезпеченістю природним світлом;
Значення коефіцієнта природного освітлення, вибирається по СНиП 23-05-95 залежно від характеристики зорових робіт у цьому приміщенні та системи природного освітлення.
Коефіцієнт світлового клімату, що знаходиться за таблицями СНиП залежно від виду світлових прорізів, їхньої орієнтації з боків горизонту та номера групи адміністративного району.
Для визначення відповідності природної освітленості у виробничому приміщенні необхідним нормам освітленість вимірюють при верхньому і комбінованому освітленні-в різних точках приміщення з наступним усередненням; при боковому - на найменш освітлених робочих місцях. Одночасно вимірюють зовнішню освітленість і певний розрахунковим шляхом К.Е.О. порівнюють із нормативним.
Проектування природного освітлення
1. Проектування природного освітлення будівель має базуватися на вивченні трудових процесів, що виконуються у приміщеннях, а також на світлокліматичних особливостях місця будівництва. При цьому мають бути визначені такі параметри:
характеристика та розряд зорових робіт;
група адміністративного району, де передбачається будівництво будівлі;
нормоване значення КЕО з урахуванням характеру зорових робіт та світлокліматичних особливостей місця розташування будівель;
потрібна рівномірність природного освітлення;
тривалість використання природного освітлення протягом доби на різні місяці року з урахуванням призначення приміщення, режиму роботи та світлового клімату місцевості;
необхідність захисту приміщення від сліпучої дії сонячного світла.
2. Проектування природного освітлення будівлі слід виконувати у наступній послідовності:
визначення вимог до природного висвітлення приміщень;
вибір систем висвітлення;
вибір типів світлових отворів та світлопропускних матеріалів;
вибір засобів для обмеження сліпучої дії прямого сонячного світла;
облік орієнтації будівлі та світлових прорізів з боків горизонту;
виконання попереднього розрахунку природного освітлення приміщень (визначення необхідної площі світлових отворів);
уточнення параметрів світлових отворів та приміщень;
виконання перевірочного розрахунку природного висвітлення приміщень;
визначення приміщень, зон та ділянок, що мають недостатнє за нормами природне освітлення;
визначення вимог до додаткового штучного освітлення приміщень, зон та ділянок з недостатнім природним освітленням;
визначення вимог до експлуатації світлових отворів;
внесення необхідних коректив до проекту природного освітлення та повторний перевірочний розрахунок (за потреби).
3. Систему природного освітлення будівлі (бічна, верхня або комбінована) слід вибирати з урахуванням наступних факторів:
призначення та прийнятого архітектурно-планувального, об'ємно-просторового та конструктивного рішення будівлі;
вимог до природного висвітлення приміщень, що випливають із особливостей технології виробництва та зорової роботи;
кліматичних та світлокліматичних особливостей місця будівництва;
економічності природного висвітлення (за енергетичними витратами).
4. Верхнє та комбіноване природне освітлення слід застосовувати переважно в одноповерхових громадських будинках великої площі (криті ринки, стадіони, виставкові павільйони тощо).
5. Бокове природне освітлення слід застосовувати в багатоповерхових громадських та житлових будинках, одноповерхових житлових будинках, а також в одноповерхових громадських будинках, в яких відношення глибини приміщень до висот верхньої грані світлового отвору над умовною робочою поверхнею не перевищує 8.
6. При виборі світлових отворів та світлопропускних матеріалів слід враховувати:
вимоги до природного висвітлення приміщень;
призначення, об'ємно-просторове та конструктивне рішення будівлі;
орієнтацію будівлі з боків горизонту;
кліматичні та світлокліматичні особливості місця будівництва;
необхідність захисту приміщень від інсоляції;
ступінь забруднення повітря.
7. При проектуванні природного бічного освітлення слід враховувати затінення, створюване протистоящими будинками.
8. Світлопрозорі заповнення світлопройомів у житлових та громадських будинках обирають з урахуванням вимог СНиП 23-02.
9. При бічному природному освітленні громадських будівель з підвищеними вимогами до сталості природного освітлення та сонцезахисту (наприклад, картинні галереї) світлові отвори слід орієнтувати на північну чверть горизонту (С-СЗ-С-СВ).
10. Вибір пристроїв для захисту від сліпучої дії прямого сонячного світла слід проводити з урахуванням:
орієнтації світлових прорізів з боків горизонту;
напрями сонячних променів щодо людини у приміщенні, що має фіксовану лінію зору (учень за партою, кресляр за креслярською дошкою тощо);
робочого часу доби та року в залежності від призначення приміщення;
різниці між сонячним часом, за яким побудовані сонячні карти, та декретним часом, прийнятим на території Російської Федерації.
При виборі засобів для захисту від сліпучої дії прямого сонячного світла слід керуватися вимогами будівельних норм та правил щодо проектування житлових та громадських будівель (СНіП 31-01, СНіП 2.08.02).
11. При однозмінному робочому (навчальному) процесі та експлуатації приміщень в основному в першу половину дня (наприклад, лекційні аудиторії), коли приміщення орієнтовані на західну чверть горизонту, застосування сонцезахисних засобів необов'язкове.
9.1 Техніко-економічна оцінка різних варіантівприродного та поєднаного освітлення приміщень має проводитися для всього року або окремих його сезонів. Тривалість використання природного освітлення слід визначати проміжним часом між моментами вимикання (вранці) та включення (увечері) штучного освітлення, коли природна освітленість стає рівною нормованому значенню освітленості від установки штучного освітлення.
У приміщеннях житлових та громадських будівель, у яких розрахункове значення КЕО становить 80 % і менше нормованого значення КЕО, норми штучної освітленості підвищують на один щабель за шкалою освітленості.
9.2 Розрахунок природної освітленості в приміщеннях слід проводити залежно від груп адміністративних районів за ресурсами світлового клімату Російської Федерації та періоду року, що розглядається:
а) при розташуванні будівель у 1-й, 3-й та 4-й групах адміністративних районів для всіх місяців року – по хмарному році;
б) при розташуванні будівель у 2-й та 5-й групах адміністративних районів для зимової половини року (листопад, грудень, січень, лютий, березень, квітень) - по хмарному небу, для літньої половини року (травень, червень, липень, серпень) , вересень, жовтень) - по безхмарному небу.
9.3 Середню природну освітленість у приміщенні при верхньому освітленні від хмарного неба у якийсь час доби визначають за формулою
де е ср- Середнє значення КЕО; визначають за формулою (Б.8) додатки Б;
Зовнішнє горизонтальне освітлення при суцільній хмарності; приймають за таблицею В.1 додатки.
Примітка - Значення зовнішнього освітлення у додатку Г наведено для місцевого середнього сонячного часу Т М. Перехід від місцевого декретного часу до місцевого середнього сонячного виробляють за формулою
T M = T Д – N+ l - 1, (14)
де T Д- місцевий декретний час;
N- Номер часового поясу (рисунок 25);
l - географічна довготапункту, виражена у годинній мірі (15 ° = 1 год).
9.4 Значення природного освітлення у заданій точці Апри бічному освітленні в умовах суцільної хмарності визначають за формулою
де - розрахункове значення КЕО у точці Априміщення при бічному освітленні; визначають за формулою (Б.1) додатки Б;
Зовнішнє освітлення на горизонтальній поверхні при хмарному небі.
Розрахунок природного освітлення у заданій точці Мприміщення від вікон при безхмарному небі слід проводити:
а) за відсутності сонцезахисних засобів у світлопройомах та протистоящих будівель за формулою
; (16)
б) при затіненні вікон протистоящими будинками за формулою
в) за наявності сонцезахисних засобів у світлопройомах за формулою
, (18)
де e б і- геометричний КЕО, який визначається за формулою (Б.9);
b б- коефіцієнт відносної яскравості ділянки піднебіння, видимого через світлопройом; приймають за таблицею 11;
Зовнішнє освітлення на вертикальній поверхні, що створюється розсіяним світломбезхмарного неба; приймають залежно від орієнтації поверхні фасаду будівлі та часу доби за таблицею В.3 додатка;
Малюнок 25- Карта часових поясів
b ф i- середня відносна яскравість фасадів будівель, що протистоять; визначають за таблицею Б.2 додатки Б;
Визначають за формулою (Б.5);
r ф- середньозважений коефіцієнт відображення фасадів будівель, що протистоять; приймають за таблицею Б.3 додатки Б;
Зовнішня сумарна освітленість на вертикальній поверхні, що створюється розсіяним світлом піднебіння, прямим світлом сонця і світлом, відбитим від земної поверхні; приймають за таблицею В.4 додатки.
Розрахунок середньої природної освітленості в приміщенні від безхмарного піднебіння при верхньому освітленні в залежності від типу світлового отвору виробляють:
а) при світлових отворах у площині покриття, що мають заповнення із світлорозсіювальних матеріалів, за формулою
б) при світлових отворах у площині покриття, що мають заповнення із світлопрозорих матеріалів, за формулою
в) при ліхтарях шед за формулою
г) при прямокутних ліхтарях за формулою
де t о- див. формулу (Б.1);
r 2 та k ф- див. формулу (Б.2);
e ср- Див. Формулу (Б.7);
Сумарна зовнішня освітленість на горизонтальній поверхні, що створюється безхмарним небом та прямим світлом сонця; приймають за таблицею В.3 додатки;
Зовнішня освітленість на горизонтальній поверхні, що створюється безхмарним небом; приймають за таблицею В.3 додатки;
b B- Коефіцієнт відносної яскравості ділянок безхмарного неба, видимих через світлопройоми; приймають за таблицею 12;
Див формулу (16);
І - зовнішня освітленість на двох протилежних сторонахвертикальної поверхні; приймають за таблицею В.4 додатки.
Примітки
1 Пряме сонячне світло в розрахунках освітленості враховують за наявності у світлових отворах сонцезахисних засобів або світлорозсіювальних матеріалів; в інших випадках пряме сонячне світло не враховують.
2 Значення розрахункових коефіцієнтів у таблицях 11 та 12 наведено для місцевого середнього сонячного часу.
Таблиця 11
| Орієнтація світлопройомів | Значення коефіцієнта b б | ||||||||||||||
| Час доби, год | |||||||||||||||
| У | 3,1 | 1,9 | 1,4 | 1,25 | 1,2 | 1,3 | 1,4 | 1,55 | 1,7 | 1,8 | 1,9 | 1,95 | 1,85 | ||
| ЮВ | 1,05 | 1,1 | 1,45 | 2,5 | 2,6 | 1,9 | 1,5 | 1,3 | 1,25 | 1,3 | 1,35 | 1,45 | 1,6 | 1,85 | 1,9 |
| Ю | 1,5 | 1,35 | 1,1 | 1,2 | 1,3 | 1,5 | 1,7 | 1,85 | 1,7 | 1,5 | 1,3 | 1,2 | 1,1 | 1,35 | 1,5 |
| ЮЗ | 1,9 | 1,85 | 1,6 | 1,45 | 1,35 | 1,3 | 1,25 | 1,3 | 1,5 | 1,9 | 2,6 | 2,5 | 1,45 | 1,1 | 1,05 |
| З | 1,85 | 1,95 | 1,9 | 1,8 | 1,7 | 1,55 | 1,4 | 1,3 | 1,2 | 1,25 | 1,4 | 1,9 | 3,1 | ||
| СЗ | 1,3 | 1,5 | 1,7 | 1,75 | 1,75 | 1,7 | 1,6 | 1,5 | 1,4 | 1,3 | 1,25 | 1,25 | 1,3 | 1,9 | 2,9 |
| З | 1,2 | 1,2 | 1,3 | 1,45 | 1,5 | 1,6 | 1,6 | 1,65 | 1,6 | 1,6 | 1,5 | 1,45 | 1,3 | 1,2 | 1,2 |
| СВ | 2,9 | 1,9 | 1,3 | 1,25 | 1,25 | 1,3 | 1,4 | 1,5 | 1,6 | 1,7 | 1,75 | 1,75 | 1,7 | 1,5 | 1,3 |
Таблиця 12
| Тип світлового отвору | Значення коефіцієнта b B | ||||||||||||||
| Час доби, год | |||||||||||||||
| Прямокутний ліхтар | 1,3 | 1,42 | 1,52 | 1,54 | 1,42 | 1,23 | 1,15 | 1,14 | 1,15 | 1,23 | 1,42 | 1,54 | 1,52 | 1,42 | 1,3 |
| У площині покриття | 0,7 | 0,85 | 0,95 | 1,05 | 1,1 | 1,14 | 1,16 | 1,17 | 1,16 | 1,14 | 1,1 | 1,05 | 0,95 | 0,85 | 0,7 |
| Шід (орієнтований на СЗ, С, СВ) | 1,17 | 1,13 | 1,04 | 0,95 | 0,9 | 0,85 | 0,8 | 0,85 | 0,9 | 0,95 | 1,04 | 1,13 | 1,17 |
Приклади розрахунку часу використання природного освітлення у приміщеннях
Приклад 1
Потрібно визначити, як зміниться тривалість використання природного освітлення у березні за середню добу у робочій кімнаті з верхнім природним освітленням через зенітні ліхтарі та із системою загального люмінесцентного освітлення, якщо зменшити запроектовану площу зенітних ліхтарів у два рази та перейти на суміщене освітлення.
Робоча кімната розташована в Москві, точність зорових робіт, що виконуються в ній, відповідає Б-1 розряду норм за додатком І СНіП 23-05.
Спочатку запроектована площа ліхтарів забезпечувала середнє значення КЕО у робочій кімнаті, що дорівнює 5%; при зменшенні площі ліхтарів двічі середнє значення КЕО становить 2,5 %. Робота виконується у дві зміни з 7 до 21 год за місцевим часом.
Рішення
1 Відповідно до таблиці 1 переліку адміністративних районів за ресурсами світлового клімату Російської Федерації Москва розташована у першій групі і, отже, розрахунок природного освітлення у приміщенні виконують для умов хмарного неба.
2 З таблиці В.1 додатка В виписують до таблиці 13 значення зовнішньої горизонтальної освітленості при суцільній хмарності для різних годин дня в березні.
Таблиця 13
| Час доби (місцевий сонячний час) | Зовнішня горизонтальна освітленість, лк | Середня природна освітленість у приміщенні E ср, ЛК | |
| при КЕО = 5% | при КЕО = 2,5% | ||
| - | - | - | |
| - | - | - | |
| - | - | - |
3 Послідовно підставляючи значення формулу (13), визначають для відповідних моментів часу значення середньої освітленості всередині приміщення Е cp. Результати розрахунку записують до таблиці 13.
4 За знайденими значеннями Е cpбудують графік (рисунок 26) зміни природного освітлення у приміщенні протягом робочого дня при КЕО = 5% і 2,5%.
5 У додатку І СНиП 23-05 знаходять, що для робочої кімнати, розташованої в Москві, нормоване значення КЕО для Б-1 розряду робіт дорівнює 3%.
1 - Зміна природного освітлення в приміщенні при КЕО, що дорівнює 5%; 2 - те саме, 2,5%; А- точка, що відповідає часу вимкнення штучного освітлення вранці;
Б- точка, що відповідає часу включення штучного освітлення ввечері
Малюнок 26- графік зміни природного освітлення в приміщенні протягом робочого дня
Нормована освітленість дорівнює 300 лк. При зменшенні площі ліхтарів двічі середнє розрахункове значення КЕО становить 0,5 нормованого значення КЕО; в цьому випадку в робочій кімнаті нормоване значення освітленості від штучного освітлення необхідно підвищити на один щабель, тобто замість 300 лк слід прийняти 400 лк.
6 На ординаті графіка малюнка 26 знаходять точку, що відповідає освітленості 300 лк, через яку проводять горизонталь до перетину з кривою у першій та другій половині дня. Крапки Аі Бперетину з кривою проектують на вісь абсцис. Крапка ана осі абсцис відповідає часу t a= 8 год 20 хв, точка б - t б= 15 год 45 хв.
Час використання природного освітлення в робочій кімнаті при середньому КЕО, що дорівнює 3%, визначають як різницю t б - t а= 7 год 25 хв.
7 З малюнка 26 випливає, що горизонталь, що відповідає освітленості 400 лк, не перетинається з кривою зміни природного освітлення при середньому КЕО = 2,5 %, це означає, що час використання природного освітлення в робочій кімнаті зі зменшеною вдвічі площею ліхтарів дорівнює нулю , тобто протягом усього робочого часу у робочій кімнаті має працювати постійне додаткове штучне освітлення.
Приклад 2
Потрібно визначити природну освітленість та тривалість використання природного освітлення протягом дня у вересні при суцільній хмарності у трьох точках А, Б та В (рисунок 27) характерного розрізу шкільного класу на рівні парт (0,8 м від підлоги). Крапки розташовані на наступних відстанях від зовнішньої стіни з вікнами: А- 1,5 м, Б- 3 м та У- 4,5 м. Розрахункове значення КЕО у точці А е А= 4,5%, у точці Б е Б= 2,3, у точці е В= 1,6%. Нормована освітленість у класній кімнаті від встановлення штучного освітлення дорівнює 300 лк. Школа розташована в Білгороді (50 ° пн. ш.) і працює в одну зміну з 8 до 14 год (місцевий сонячний час).
Рішення
1 З таблиці В.1 додатка В виписують значення зовнішнього освітлення протягом дня для вересня. Послідовно підставляючи значення формулу (15), отримують значення природного освітленості в заданих точках Е гА, Є гБ, Е гВ. Результати розрахунку записують до таблиці 14.
А, Б, У- Розрахункові точки
Малюнок 27- Схематичний поперечний розріз шкільного класу
Примітка - З огляду на те, що в таблиці В.1 додатки для 50° с. ш. зовнішня освітленість не наведена, знаходять необхідне значення зовнішньої освітленості шляхом лінійної інтерполяції.
Таблиця 14
2 За даними таблиці 14 будують графік малюнка 28, для цього проводять горизонталь через точку осі ординат, якій відповідає освітленість 300 лк, до перетину з кривими освітленості Е гА, Є гБ, Е гВ(криві 1 , 2 , 3 ).
3 Проектують точки перетину горизонталі з кривими на вісь абсцис; час використання природного освітлення у точці Авизначають із співвідношення:
t 2 - t 1 = 14 год 00 хв - 8 год 20 хв = 5 год 40 хв.
З малюнка 28 випливає, що у точках Бі Упри суцільній хмарності восени необхідно мати постійне додаткове штучне освітлення, так як протягом усього дня на другому та третьому рядах парт природна освітленість нижче за нормоване значення.
1 - у точці А; 2 - у точці Б; 3 - у точці У
Малюнок 28- графік зміни природного освітлення у трьох розрахункових точках шкільного класу протягом робочого дня
ЗАГАЛЬНІ ВІДОМОСТІ
Організація раціонального висвітлення робочих місць одна із основних питань безпеки праці. Від правильного пристрою освітлення багато в чому залежить виробничий травматизм, продуктивність та якість виконуваних робіт.
Існує два види освітлення: природнеі штучне.При їх розрахунку необхідно керуватися будівельними нормами та правилами СНіП 23-05-95 «Природне та штучне освітлення».
У методичних вказівках наведено методики розрахунку різних видівприродного освітлення.
Відповідно до вимог СНиП 23-05-95, всі виробничі, складські, побутові та адміністративно-конторські приміщення повинні мати, як правило, природне освітлення. Воно не влаштовується у приміщеннях, де протипоказано фотохімічний вплив природного світла з технічних та інших міркувань.
Природне висвітлення можна не влаштовувати: у санітарно-побутових приміщеннях; очікуваних здравпунктов; приміщення для особистої гігієни жінок; коридорах, проходах та переходах виробничих, допоміжних та громадських будівель. Природне освітлення може бути бічне, верхнє, комбіноване та поєднане.
Бокове природне освітлення- це природне освітлення приміщення світлом, що надходить через світлові отвори у зовнішніх стінах будівлі.
При односторонньому бічному освітленні нормуєтьсязначення коефіцієнта природного освітлення (КЕО)у точці, розташованій на відстані 1 м від стіни (рис. 1.1а), тобто найбільш віддаленої від світлових прорізів на перетині вертикальної площинихарактерного розрізу приміщення та умовної робочої поверхні (або підлоги). При бічному освітленні враховується вплив затінення від протистоящих будівель коефіцієнтом затінення До ЗД(Рис. 1.26).
При двосторонньому бічному освітленні нормуєтьсямінімальне значення КЕОу точці посередині приміщення на перетині вертикальної площини характерного розрізу приміщення та умовної робочої поверхні (або підлоги) (рис 1.16).
Верхнє природне освітлення- це природне освітлення приміщення світлом, що проникає через світлові отвори у покритті будівлі та ліхтарі, а також через світлові отвори у місцях перепадів висот суміжних будівель.
Малюнок 1.1 - Криві розподіли природного освітлення: а -при односторонньому бічному освітленні; б - двосторонній бічний; 1 - Рівень умовної робочої поверхні; 2 - крива, що характеризує зміну освітленості у площині розрізу приміщення; РТ -точка мінімального освітлення при бічному односторонньому та двосторонньому освітленні e min .
При верхньому або верхньому та бічному природному освітленні нормуєтьсясереднє значення КЕОу точках, розташованих на перетині вертикальної площини характерного розрізу приміщення та умовної робочої поверхні (або підлоги). Перша і остання точки приймаються з відривом 1 м від поверхні стін чи перегородок чи то з осей рядів колон (рис. 3.1а).
Допускається поділ приміщення на зони з бічним освітленням (зони, що примикають до зовнішніх стін з вікнами) та зони з верхнім освітленням; нормування та розрахунок природного освітлення у кожній зоні проводяться незалежно. При цьому враховується характер зорових робіт. Умовна робоча поверхня -умовно прийнята горизонтальна поверхня, що розташована на висоті 0,8 м від підлоги.
Поєднане висвітлення - це висвітлення, при якому у світлий час доби одночасно використовується природне та штучне світло. При цьому недостатнє за умовами зорової роботи природне освітлення постійно доповнюється штучним, таким, що задовольняє спеціальним вимогам до приміщень (СНиП 23-05-95 з проектування освітлення) з недостатнім природним освітленням.
Рисунок 1.2 – Схема позначення розмірів будівлі для розрахунку природного бічного освітлення:
а -схема позначення розмірів для розрахунку природного бічного освітлення: - Ширина приміщення;
L PT -відстань від зовнішньої стіни до розрахункової точки (РТ);
1 м – відстань від поверхні стіни до розрахункової точки (РТ);
В п- Глибина приміщення; h 1 - висота рівня умовної робочої поверхні до верху вікна;
h 2- Висота від рівня підлоги до умовної робочої поверхні (0,8 м);
L п- Довжина приміщення; Н-висота приміщення; d- Товщина стін;
6 - схема визначення коефіцієнта До ЗД: Нкз-висота розташування карнизу
протилежної будівлі над підвіконням розглянутої будівлі; Lj# - відстань
між розглянутою та протилежною будівлею; М-межа затінення
Норми мінімального освітлення приміщень визначаються КЕО,являють собою відношення природного освітлення , створюваної в певній точці заданої площини всередині приміщення світлом неба (безпосередньо або після відбиття), до одночасного значення зовнішньої горизонтальної освітленості , створюваної світлом повністю відкритого небосхилу, що визначається в %.
Значення КЕОдля приміщень, які потребують різних умовосвітленості, приймають відповідно до СНиП 23-05-95 , табл. 1.1.
Проектування природного освітлення будівель має базуватися на детальному вивченні технологічних чи інших трудових процесів, що виконуються у приміщеннях, а також на світлокліматичних особливостях місця будівництва. При цьому мають бути визначені такі характеристики:
Характеристика зорової роботи, що визначається залежно від найменшого розміруоб'єкта розрізнення, розряду зорової роботи;
Місцезнаходження будівлі на карті світлового клімату;
Нормоване значення КЕОз урахуванням характеристики зорової роботи та світлокліматичних особливостей місця розташування будівель;
Необхідна рівномірність природного висвітлення;
габаритні розмірита розташування обладнання, можливе затемнення ним робочих поверхонь;
Бажаний напрямок падіння світлового потоку на робочу поверхню;
Тривалість використання природного освітлення протягом доби на різні місяці року з урахуванням призначення приміщення, режиму роботи та світлового клімату місцевості;
Необхідність захисту приміщення від сліпучої дії прямого сонячного світла;
Додаткові вимогидо освітлення, що випливають із специфіки технологічного процесута архітектурних вимог до інтер'єру.
Проектування природного освітлення здійснюється у певній послідовності:
1-й етап – визначення вимог до природного освітлення приміщень; визначення нормативного значення КЕОза розрядом переважних у приміщенні зорових робіт:
Вибір системи освітлення;
Вибір типів світлового отвору та світлопропускного матеріалу;
Вибір засобів для обмеження сліпучої дії прямого сонячного світла;
Облік орієнтації будівель та світлових прорізів з боків горизонту;
2-й етап - виконання попереднього розрахунку природного висвітлення приміщень; тобто розрахунок площі скління Soc:
Уточнення параметрів світлових отворів та приміщенні;
3-й етап - виконання перевірочного розрахунку природного освітлення приміщень:
Визначення приміщень, зон та ділянок, що мають недостатнє за нормами природне освітлення;
Визначення вимог до додаткового штучного освітлення приміщень, зон та ділянок з недостатнім природним освітленням;
4-й етап - внесення необхідних корективів у проект природного освітлення та повторний перевірочний розрахунок (за потреби).
РОЗРАХУНОК БІЧНОГО ОДНОСТОРІННОГО ПРИРОДНОГО ОСВІТЛЕННЯ
Найчастіше природне висвітлення промислових і адміністративно-конторських приміщень здійснюється бічним одностороннім висвітленням (рис. 1.1а; рис. 1.2а).
Методика розрахунку природного бічного освітлення може бути зведена до такого.
1.1.Визначається розряд зорової роботи та нормативне значення коефіцієнта природного освітлення.
Розряд зорової роботи визначається залежно від величини найменшого розміру об'єкта розрізнення (за завданням) та відповідно до цього за СНиП 23-05-95 (табл. 1.1) встановлюється нормативна величина коефіцієнта природного освітлення , %.
Об'єкт розрізнення- це предмет, окремі його частини або дефект, який потрібно розрізнити в процесі роботи.
1.2. Розраховується необхідна площа скління Soc:
де - нормоване значення КЕОдля будівель, що розташовані в різних районах;
Світлова характеристика вікна;
Коефіцієнт, що враховує затемнення вікон протистоящими будинками;
- площа підлоги, м 2;
Загальний коефіцієнт світлопропускання;
Коефіцієнт, що враховує відображення світла від поверхонь у приміщенні.
Значення параметрів, що входять до формули (1.1), визначаються за формулами, таблицями та графіками у певній послідовності.
Нормоване значення КЕО e Nдля будівель, розташованих у різних районах, слід визначати за формулою
e N = e H -m N (%),(1.2)
де - значення КЕО,%, визначається за табл. 1.1;
m N- Коефіцієнт світлового клімату (табл. 1.2), приймається з урахуванням групи адміністративних районів за ресурсами світлового клімату (табл. 1.3).
Отримане за формулою (1.2) значення КЕОокруглити до десятих часток.
1,5%; m N = 1,1
де - Довжина приміщення (за завданням дод. 1);
Глибина приміщення, м, при бічному односторонньому освітленні рівна +d,(Рис. 1.2а);
Ширина приміщення (за завданням дод. 1);
d-товщина стін (за завданням дод. 1);
- висота рівня умовної робочої поверхні до верху вікна, м (прил. 1).
Знаючи величини відносин (1.3), табл. 1.4 знаходять значення світлової характеристики вікна
Для обчислення коефіцієнта , враховує затемнення вікон сусіднім будинком (рис. 1.26), необхідно визначити ставлення
де - відстань між будівлею, що розглядається і протистоїть, м;
Висота розташування карнизу будівлі, що протистоїть, над підвіконням вікна, що розглядається, м.м.
Залежно від значення табл. 1.5 знаходять коефіцієнт
Загальний коефіцієнт світлопропускання визначають за виразом
де - Коефіцієнт світлопропускання матеріалу (табл. 1.6);
Коефіцієнт, що враховує втрати світла у віконних палітурках світлових отворів (табл. 1.7);
Коефіцієнт, що враховує втрати світла в несучих конструкціях, при природному бічному освітленні = 1;
- коефіцієнт, що враховує втрати світла у сонцезахисних пристроях (табл. 1.8).
При визначенні коефіцієнта враховує відображення світла від поверхонь у приміщенні необхідно обчислити:
а) середньозважений коефіцієнт відбиття світла від стін, стелі та підлоги:
де - площі стін, стелі, підлоги, м 2 визначають за формулами:
де - ширина, довжина та висота стін приміщення відповідно (за завданням дод. 1).
Природне освітлення використовується для загального освітлення виробничих та підсобних приміщень. Воно створюється променистою енергією сонця і організм людини діє найбільш сприятливо. Використовуючи цей вид освітлення, слід враховувати метеорологічні умови та їх зміни протягом доби та періодів року у цій місцевості. Це необхідно для того, щоб знати, яка кількість природного світла потраплятиме в приміщення через світлові прорізи будівлі, що влаштовуються: вікна - при бічному освітленні, світлові ліхтарі верхніх перекриттів будівлі - при верхньому освітленні. При комбінованому природному освітленні до верхнього освітлення додається бічне.
Приміщення із постійним перебуванням людей повинні мати природне освітлення. Встановлені розрахунком розміри світлових отворів допускається змінювати на +5 -10%.
Сонцезахисні пристрої в громадських та житлових будинках слід передбачати відповідно до глав СНіП з проектування цих будівель, а також з глав з будівельної теплотехніки.
Розрізняють такі види природного освітлення приміщень:
- бічне одностороннє - коли світлові отвори розташовані в одній із зовнішніх стін приміщення,
Малюнок 1. Бокове природне одностороннє освітлення
- бічне - світлові отвори у двох протилежних зовнішніх стінах приміщення,
Малюнок 2. Бокове природне висвітлення
- верхнє - коли ліхтарі та світлові отвори в покритті, а також світлові отвори в стінах перепаду висот будівлі,
- комбіноване - світлові отвори, передбачені для бокового (верхнє та бічне) та верхнього освітлення.
Принцип нормування природного освітлення
Якість освітлення природним світлом характеризується коефіцієнтом природного освітлення ео, який є відношенням освітленості на горизонтальній поверхні всередині приміщення до одночасної горизонтальної освітленості зовні,
,
деЕ в- горизонтальна освітленість усередині приміщення у лк;
Е н- горизонтальна освітленість зовні у лк.
При бічному освітленні нормується мінімальне значення коефіцієнта природного освітлення - до ео мін, а при верхньому та комбінованому освітленні - середнє його значення - до ео ср. Спосіб розрахунку коефіцієнта природного освітлення наведено у Санітарних нормах проектування промислових підприємств.
З метою створення найсприятливіших умов праці встановлено норми природного освітлення. У тих випадках, коли природна освітленість недостатня, робочі поверхні повинні додатково висвітлюватися штучним світлом. Змішане освітлення допускається за умови додаткового освітлення лише робочих поверхонь за загального природного освітлення.
Будівельними нормами та правилами (СНиП 23-05-95) коефіцієнти природного освітлення виробничих приміщень встановлені залежно від характеру роботи за рівнем точності.
Для підтримки необхідної освітленості приміщень нормами передбачається обов'язкове очищення вікон та світлових ліхтарів від 3 разів на рік до 4 разів на місяць. Крім того, слід систематично очищати стіни, обладнання та забарвлювати їх у світлі кольори.
Норми природного освітлення промислових будівель, зведені до нормування К.Е.О., представлені в СНіП 23-05-95. Для полегшення нормування освітленості робочих місць всі зорові роботи за рівнем точності поділяються на вісім розрядів.
СНиП 23-05-95 встановлюють необхідну величину К.Е.О. залежно від точності робіт, виду освітлення та географічного розташування виробництва. Територія Росії ділиться п'ять світлових поясів, котрим значення К.Е.О. визначаються за такою формулою:
деN– номер групи адміністративно-територіального району із забезпеченості природним світлом;
е н- Значення коефіцієнта природного освітлення, вибирається по СНиП 23-05-95 в залежності від характеристики зорових робіт в даному приміщенні та системи природного освітлення.
m N- Коефіцієнт світлового клімату, який знаходиться за таблицями СНиП залежно від виду світлових прорізів, їх орієнтації по сторонах горизонту та номера групи адміністративного району.
Для визначення відповідності природної освітленості у виробничому приміщенні необхідним нормам освітленість вимірюють при верхньому та комбінованому освітленні-в різних точках приміщення з наступним усередненням; при бічному - на найменш освітлених робочих місцях. Одночасно вимірюють зовнішню освітленість та визначений розрахунковим шляхом К.Е.О. порівнюють із нормативним.
Проектування природного освітлення
1.Проектування природного освітлення будівель має базуватися на вивченні трудових процесів, що виконуються у приміщеннях, а також на світлокліматичних особливостях місця будівництва будівель. При цьому мають бути визначені такі параметри:
- характеристика та розряд зорових робіт;
- група адміністративного району, де передбачається будівництво будівлі;
- нормоване значення КЕО з урахуванням характеру зорових робіт та світлокліматичних особливостей місця розташування будівель;
- потрібна рівномірність природного освітлення;
- тривалість використання природного освітлення протягом доби на різні місяці року з урахуванням призначення приміщення, режиму роботи та світлового клімату місцевості;
- необхідність захисту приміщення від сліпучої дії сонячного світла.
2. Проектування природного освітлення будівлі слід виконувати у наступній послідовності:
- 1-й етап:
- визначення вимог до природного висвітлення приміщень;
- вибір систем висвітлення;
- вибір типів світлових отворів та світлопропускних матеріалів;
- вибір засобів для обмеження сліпучої дії прямого сонячного світла;
- облік орієнтації будівлі та світлових прорізів з боків горизонту;
- 2-й етап:
- виконання попереднього розрахунку природного освітлення приміщень (визначення необхідної площі світлових отворів);
- уточнення параметрів світлових отворів та приміщень;
- 3-й етап:
- виконання перевірочного розрахунку природного висвітлення приміщень;
- визначення приміщень, зон та ділянок, що мають недостатнє за нормами природне освітлення;
- визначення вимог до додаткового штучного освітлення приміщень, зон та ділянок з недостатнім природним освітленням;
- визначення вимог до експлуатації світлових отворів;
- 4-й етап: внесення необхідних коректив до проекту природного освітлення та повторний перевірочний розрахунок (за потреби).
3. Систему природного освітлення будівлі (бічна, верхня або комбінована) слід вибирати з урахуванням наступних факторів:
- призначення та прийнятого архітектурно-планувального, об'ємно-просторового та конструктивного рішення будівлі;
- вимог до природного висвітлення приміщень, що випливають із особливостей технології виробництва та зорової роботи;
- кліматичних та світлокліматичних особливостей місця будівництва;
- економічності природного висвітлення (за енергетичними витратами).
4. Верхнє та комбіноване природне освітлення слід застосовувати переважно в одноповерхових громадських будинках великої площі (криті ринки, стадіони, виставкові павільйони тощо).
5. Бокове природне освітлення слід застосовувати в багатоповерхових громадських та житлових будинках, одноповерхових житлових будинках, а також в одноповерхових громадських будинках, в яких відношення глибини приміщень до висот верхньої грані світлового отвору над умовною робочою поверхнею не перевищує 8.
6. При виборі світлових отворів та світлопропускних матеріалів слід враховувати:
- вимоги до природного висвітлення приміщень;
- призначення, об'ємно-просторове та конструктивне рішення будівлі;
- орієнтацію будівлі з боків горизонту;
- кліматичні та світлокліматичні особливості місця будівництва;
- необхідність захисту приміщень від інсоляції;
- ступінь забруднення повітря.
7. При проектуванні природного бічного освітлення слід враховувати затінення, створюване протистоящими будинками.
8. Світлопрозорі заповнення світлопройомів у житлових та громадських будинках обирають з урахуванням вимог СНиП 23-02.
9. При бічному природному освітленні громадських будівель з підвищеними вимогами до сталості природного освітлення та сонцезахисту (наприклад, картинні галереї) світлові отвори слід орієнтувати на північну чверть горизонту (С-СЗ-С-СВ).
10. Вибір пристроїв для захисту від сліпучої дії прямого сонячного світла слід проводити з урахуванням:
- орієнтації світлових прорізів з боків горизонту;
- напрями сонячних променів щодо людини у приміщенні, що має фіксовану лінію зору (учень за партою, кресляр за креслярською дошкою тощо);
- робочого часу доби та року в залежності від призначення приміщення;
- різниці між сонячним часом, за яким побудовані сонячні карти, та декретним часом, прийнятим на території Російської Федерації.
При виборі засобів для захисту від сліпучої дії прямого сонячного світла слід керуватися вимогами будівельних норм та правил щодо проектування житлових та громадських будівель (СНіП 31-01, СНіП 2.08.02).
11. При однозмінному робочому (навчальному) процесі та експлуатації приміщень в основному в першу половину дня (наприклад, лекційні аудиторії), коли приміщення орієнтовані на західну чверть горизонту, застосування сонцезахисних засобів необов'язкове.
