Продолжительность естественного освещения в течение. Курсовая работа: Расчет естественного освещения

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Организация рационального освещения рабочих мест является од­ним из основных вопросов безопасности труда. От правильного устрой­ства освещения во многом зависит производственный травматизм, про­изводительность и качество выполняемых работ.

Существует два вида освещения: естественное и искусственное. При их расчете необходимо руководствоваться строительными нормами и правилами СНиП 23-05-95 «Естественное и искусственное освеще­ние».

В методических указаниях даны методики расчета различных видов естественного освещения.

В соответствии с требованиями СНиП 23-05-95 все производст­венные, складские, бытовые и административно-конторские помещения должны иметь, как правило, естественное освещение. Оно не устраива­ется в помещениях, где противопоказано фотохимическое воздействие естественного света по техническим и другим соображениям.

Естественное освещение можно не устраивать: в санитарно-бытовых помещениях; ожидальных здравпунктов; помещениях для личной ги­гиены женщин; коридорах, проходах и переходах производственных, вспомогательных и общественных здании. Естественное освещение мо­жет быть боковое, верхнее, комбинированное и совмещенное.

Боковое естественное освещение - это естественное освещение помещения светом, поступающим через световые проемы в наружных стенах здания.

При одностороннем боковом освещении нормируется значение ко­эффициента естественной освещенности {КЕО) в точке, расположенной на расстоянии 1 м от стены (рис. 1.1а), т. е. наиболее удаленной от све­товых проемов на пересечении вертикальной плоскости характерного разреза помещения и условной рабочей поверхности (или пола). При боковом освещении учитывается влияние затенения от противостоящих зданий коэффициентом затенения К ЗД (рис. 1.26).

При двустороннем боковом освещении нормируется минимальное значение КЕО в точке по середине помещения на пересечении верти­кальной плоскости характерного разреза помещения и условной рабо­чей поверхности (или пола) (рис 1.16).

Верхнее естественное освещение - это естественное освещение помещения светом, проникающим через световые проемы в покрытии здания и фонари, а также через световые проемы в местах перепадов высот смежных зданий.

Рисунок 1.1 - Кривые распределения естественной освещенности: а - при одностороннем боковом освещении; б - двустороннем боковом; 1 - уровень условной рабочей поверхности; 2 - кривая, характеризующая изменение ос­вещенности в плоскости разреза помещения; РТ - точка минимальной освещенности при боковом одностороннем и двустороннем освещении e min .

При верхнем или верхнем и боковом естественном освещении нор­мируется среднее значение КЕО в точках, расположенных на пересече­нии вертикальной плоскости характерного разреза помещения и услов­ной рабочей поверхности (или пола). Первая и последняя точки прини­маются на расстоянии 1 м от поверхности стен или перегородок или от осей рядов колонн (рис. 3.1а).

Допускается деление помещения на зоны с боковым освещением (зоны, примыкающие к наружным стенам с окнами) и зоны с верхним освещением; нормирование и расчет естественного освещения в каждой зоне производятся независимо. При этом учитывается характер зри­тельных работ. Условная рабочая поверхность - условно принятая горизонтальная поверхность, расположенная на высоте 0,8 м от пола.

Совмещенное освещение - это освещение, при котором в светлое время суток одновременно используется естественный и искусственный свет. При этом недостаточное по условиям зрительной работы естест­венное освещение постоянно дополняется искусственным, удовлетво­ряющим специальным требованиям к помещениям (СНиП 23-05-95 по проектированию освещения ) с недостаточным естественным осве­щением.

Рисунок 1.2 - Схема обозначения размеров здания для расчета естественного бокового освещения:

а - схема обозначения размеров для расчета естественного бокового освещения: - ширина помещения;

L PT - расстояние от наружной стены до расчетной точки (РТ);

1 м - расстояние от поверхности стены до расчетной точки (РТ);

В п - глубина помещения; h 1 - высота от уровня условной рабочей поверхности до верха окна;

h 2 - высота от уровня пола до условной рабочей поверхности (0,8 м);

L п - длина помещения; Н- высота помещения; d - толщина стен;

6 - схема для определения коэффициента К ЗД: Нкз- высота расположения карниза

противостоящего здания над подоконником рассматриваемого здания; Lj# - расстояние

между рассматриваемым и противостоящим зданием; М- граница затенения

Нормы минимальной освещенности помещений определяются КЕО, представляющим собой отношение естественной освещенности , создаваемой в некоторой точке заданной плоскости внутри помещения светом неба (непосредственно или после отражений), к одновременному значению наружной горизонтальной освещенности , создаваемой светом полностью открытого небосвода, определяемого в %.

Значения КЕО для помещений, требующих различных условий ос­вещенности, принимают в соответствии со СНиП 23-05-95 , табл. 1,1.

Проектирование естественного освещения зданий должно базиро­ваться на детальном изучении технологических или иных трудовых процессов, выполняемых в помещениях, а также на светоклиматических особенностях места строительства зданий. При этом должны быть опре­делены следующие характеристики:

Характеристика зрительной работы, определяемая в зависимости от наименьшего размера объекта различения, разряда зрительной работы;

Местонахождение здания на карте светового климата;

Нормированное значение КЕО с учетом характеристики зрительной работы и светоклиматических особенностей места расположения зданий;

Требуемая равномерность естественного освещения;

Габаритные размеры и расположение оборудования, возможное за­темнение им рабочих поверхностей;

Желательное направление падения светового потока на рабочую поверхность;

Продолжительность использования естественного освещения в те­чение суток для разных месяцев года с учетом назначения помещения, режима работы и светового климата местности;

Необходимость защиты помещения от слепящего действия прямого солнечного света;

Дополнительные требования к освещению, вытекающие из специ­фики технологического процесса и архитектурных требований к ин­терьеру.

Проектирование естественного освещения осуществляется в опреде­ленной последовательности:

1-й этап - определение требований к естественному освещению по­мещений; определение нормативного значения КЕО по разряду преоб­ладающих в помещении зрительных работ:

Выбор системы освещения;

Выбор типов светового проема и светопропускающего материала;

Выбор средств для ограничения ослепляющего действия прямого солнечного света;

Учет ориентации зданий и световых проемов по сторонам гори­зонта;

2-й этап - выполнение предварительного расчета естественного ос­вещения помещений; т. е. расчет площади остекления Soc:

Уточнение параметров световых проемов и помещении;

3-й этап - выполнение проверочного расчета естественного освеще­ния помещений:

Определение помещений, зон и участков, имеющих недостаточное по нормам естественное освещение;

Определение требований к дополнительному искусственному ос­вещению помещений, зонам и участкам с недостаточным естественным освещением;

4-й этап - внесение необходимых коррективов в проект естественно­го освещения и повторный проверочный расчет (при необходимости).

РАСЧЕТ БОКОВОГО ОДНОСТОРОННЕГО ЕСТЕСТВЕННОГО ОСВЕЩЕНИЯ

В большинстве случаев естественное освещение промышленных и административно-конторских помещений осуществляется боковым од­носторонним освещением (рис. 1.1а; рис. 1.2а).

Методика расчета естественного бокового освещения может быть сведена к следующему.

1.1.Определяется разряд зрительной работы и нормативное значе­ние коэффициента естественной освещенности .

Разряд зрительной работы определяется в зависимости от величины наименьшего размера объекта различения (по заданию) и в соответст­вии с этим по СНиП 23-05-95 (табл. 1.1) устанавливается нормативная величина коэффициента естественной освещенности , %.

Объект различения - это рассматриваемый предмет, отдельные его части или дефект, который требуется различить в процессе работы.

1.2. Рассчитывается необходимая площадь остекления Soc:

где - нормированное значение КЕО для зданий, располагаемых в раз­личных районах;

Световая характеристика окна;

Коэффициент, учитывающий затемнение окон противостоящи­ми зданиями;

- площадь пола, м 2 ;

Общий коэффициент светопропускания;

Коэффициент, учитывающий отражение света от поверхностей в помещении.

Значения параметров, входящих в формулу (1.1), определяются по формулам, таблицам и графикам в определенной последовательности.

Нормированное значение КЕО e N для зданий, располагаемых в раз­личных районах, следует определять по формуле

e N =e H -m N (%), (1.2)

где - значение КЕО, %, определяется по табл. 1.1;

m N - коэффициент светового климата (табл. 1.2), принимается с уче­том группы административных районов по ресурсам светового климата (табл. 1.3).

Полученное по формуле (1.2) значение КЕО округлить до десятых долей.

1,5%; m N = 1,1

где - длина помещения (по заданию прил. 1);

Глубина помещения, м, при боковом одностороннем освещении равная +d, (рис. 1.2а);

Ширина помещения (по заданию прил. 1);

d- толщина стен (по заданию прил. 1);

- высота от уровня условной рабочей поверхности до верха окна, м (прил. 1).

Зная величины отношений (1.3), по табл. 1.4 находят значение све­товой характеристики окна

Для вычисления коэффициента , учитывающего затемнение окон соседним зданием (рис. 1.26), необходимо определить отношение

где - расстояние между рассматриваемым и противостоящим здани­ем, м;

Высота расположения карниза противостоящего здания над подоконником рассматриваемого окна, м.

В зависимости от значения по табл. 1.5 находят коэффициент

Общий коэффициент светопропускания определяют по выражению

где - коэффициент светопропускания материала (табл. 1.6);

Коэффициент, учитывающий потери света в оконных переплетах световых проемов (табл. 1.7);

Коэффициент, учитывающий потери света в несущих конструк­циях, при боковом естественном освещении = 1;

- коэффициент, учитывающий потери света в солнцезащитных устройствах (табл. 1.8).

При определении коэффициента учитывающего отражение света от поверхностей в помещении, необходимо вычислить:

а) средневзвешенный коэффициент отражения света от стен, потолка и пола:

где - площади стен, потолка, пола, м 2 , определяют по формулам:

где - ширина, длина и высота стен помещения соответственно (по заданию прил. 1).

Источником естественного освещения является лучистая энергия солнца. Естественная средняя наружная освещенность в течение года по месяцам и часам резко колеблется, достигая в средней полосе нашей страны максимума в июне и минимума в декабре. Кроме того, в течение суток освещенность сначала возрастает - до 12 ч, затем снижается - в период от 12 до 14 ч и постепенно падает - до 20 ч.

Естественное освещение имеет как положительные, так и отрицательные стороны.

Солнечное излучение сильно влияет на кожу, внутренние органы и ткани и, прежде всего, на центральную нервную систему. Интересно, что это влияние не ограничивается временем, когда человек находится на солнце, а продолжается и после того, как он уходит в помещение или наступает ночь. Медики называют его рефлекторным.

Действие солнечного света начинается с влияния на кожный покров. Незащищенная одеждой кожа человека отражает от 20 до 40 % упавших на нее видимых и ближайших к ним по длине волн невидимых инфракрасных лучей (20% отражает кожа загорелого человека, а 40% - самая незагорелая, белая кожа). Поглощенная часть (60...65 %) лучистой энергии проникает под внешний кожный покров и влияет на более глубокие слои тела.

Ультрафиолетовые и некоторые инфракрасные лучи отражаются кожей в меньшей степени и сильнее поглощаются роговым, более грубым слоем кожи.

У людей, длительное время работающих на Севере, в шахтах, метро или просто в городах в средней полосе России, у тех, которые в дневное время большей частью находятся в помещениях, а по улицам перемещаются на транспорте, развивается солнечное голодание. Дело в том, что обычные оконные стекла зданий в незначительной степени пропускают физиологически активные ультрафиолетовые лучи, а в городах их и без того мало доходит до поверхности Земли в результате загрязнения воздуха пылью, дымом, выхлопными газами.

При солнечном голодании кожа становится бледной, холодной, теряет свежесть. Она плохо снабжается питательными веществами и кислородом. В ней слабее циркулируют кровь и лимфа, из нее плохо выводятся продукты распада шлаки и начинается отравление организма отработанными веществами. Кроме того, капилляры делаются более ломкими, в связи с чем увеличивается склонность к кровоизлияниям.

У тех, кто испытывает солнечное голодание, происходят болезненные, неприятные метаморфозы, затрагивающие как сферу психики, так и физическое состояние. Прежде всего, появляются нарушения деятельности нервной системы: ухудшаются память и сон, усиливается возбудимость у одних и безучастность, заторможенность у других. С ухудшением кальциевого обмена (появлением затруднений при усвоении пищевого кальция и фосфора, которые продолжают выводиться из организма, а следовательно, наступает обеднение тканей этими необходимыми веществами) начинают усиленно разрушаться зубы, увеличивается ломкость костей. Таким образом, при длительном солнечном голодании снижаются умственные способности и работоспособность, очень быстро наступают утомление и раздражение, уменьшается подвижность, ухудшаются возможности борьбы с попадающими в организм микробами (снижается иммунитет). Несомненно, человек, испытывающий солнечное голодание, чаще заболевает простудными и другими инфекционными заболеваниями, и болезнь носит затяжной характер. В этих случаях медленно и плохо заживают переломы, порезы и любые ранения. Появляется склонность к гнойничковым заболеваниям у тех, кто раньше этим не страдал, а также ухудшается течение хронических заболеваний у тех, кто их уже имеет, тяжелее протекают воспалительные процессы, что связанно с повышением проницаемости стенок сосудов, усиливается склонность к отекам.

Учитывая степень благотворного влияния естественного света на организм человека, гигиена труда требует максимального использования естественного освещения. Оно не устраивается только там, где это противопоказано технологическими условиями производства, например, при хранении светочувствительных химикатов и изделий.

Так, солнечное освещение увеличивает производительность труда до 10 %, а создание рационального искусственного освещения - до 13 %, при этом в ряде производств брак снижается до 20…25%. Рациональное освещение обеспечивает психологический комфорт, способствует уменьшению зрительного и общего утомления, снижает опасность производственного травматизма.

По конструктивному исполнению естественное освещение подразделяют на:

Боковое, осуществляемое через оконные проемы, одно- или двустороннее (рис. 4.3 а , б );

Верхнее, когда свет проникает в помещение через аэрационныеили зенитные фонари, проемы в перекрытиях (рис. 4.3 в );

Комбинированное, когда к верхнему освещению добавляетсябоковое (рис. 4.3 г ).

Оценка естественного освещения на производстве из-за его изменчивости в зависимости от времени суток и атмосферных условий производится в относительных показателях коэффициента естественной освещенности – КЕО. KEO - отношение естественной освещенности в рассматриваемой точке внутри помещения (Ев) к одновременному значению наружной (Ен) горизонтальной освещенности без прямого солнечного света.

КЕО выражается в процентах и определяется по формуле:

На величину КЕО влияют размер и конфигурация помещения, размеры и расположение светопроемов, отражающая способность внутренних поверхностей помещения и затеняющих его объектов. КЕО не зависит от времени дня и изменчивости естественного освещения. В зависимости от назначения помещеия и расположения в нём светопроемов КЕО нормируется от 0,1 до 10%. Нормы естественного освещения помещений установлены раздельно для бокового и верхнего расположения светопроемов. При одноcтopoннeм боковом освещeнии нормируется минимальное значение КЕО на расстоянии 1 м от окон, а при двустороннем боковом освещении в середине помещения. В помещениях с верхним или комбинированным освещением нормируется среднее значение КЕО на рабочей поверхности (не ближе 1 м от стен). В бытовых помещениях производственных зданий величина КЕО должна быть не менее 0,25%.

Значения КЕО для совмещенного освещения зданий, расположенных в III поясе светового климата, составляют от 0,2 до 3%.

Уровень естественной освещенности в помещениях может снижаться вследствие загрязнения остекленных поверхностей, что уменьшает коэффициент пропускания, а загрязнение стен и потолков уменьшает коэффициент отражения. Поэтому нормы предусматривают очистку стекол световых проемов не реже 2 раз в год в помещениях с незначительным выделением пыли, дыма и копоти и не реже 4 раз при значительных загрязнениях. Побелка и окраска потолков и стен должна производиться не реже 1 раза в год.

Как известно, световые раздражители определенных участков солнечного спектра вызывают различные психологические реакции. Холодные тона в сине-фиолетовой части спектра оказывают угнетающее, тормозящее действие на организм, желто-зеленый цвет - успокаивающее, а оранжево-красная часть спектра - возбуждающее, стимулирующее влияние и усиливает чувство тепла. Это свойство спектрального состава света используется для создания светового комфорта при эстетическом оформлении цехов, окраске оборудования и стен.

При выборе цвета окраски помещений и оборудования следует пользоваться выпущенными Госстроем «Указаниями по световой отделке поверхности производственных помещений и технологического оборудования промышленных предприятий». На предприятиях, где рабочие по характеру и условиям работы или в силу географических условий (северные районы) полностью или частично лишены естественного света, необходимо предусматривать ультрафиолетовую профилактику источниками УФ-излучения (эритемные лампы), компенсирующих дефицит природных УФ-излучений и оказывающих выраженное бактерицидное и психоэмоциональное воздействие на человека. Профилактика «светового» голодания проводится ультрафиолетовыми облучательными установками длительного действия, входящими в систему общего искусственного освещения и облучающими рабочих УФ-потоком небольшой интенсивности в течение всего времени работы. Используются и ультрафиолетовые облучательные установки кратковременного действия - фотарии, в которых УФ-облучение происходит в течение нескольких минут.

Инсоляция промышленнных зданий через световые проемы с большой площадью остекления значительно повышает естественную освещенность помещений, оказывает слепящее действие за счет прямой или отраженной блескости от солнечных лучей, и для борьбы с чрезмерной инсоляцией приходится применять солнцезащитные устройства стационарного или регулируемого типа - козырьки, горизонтальные и вертикальные экраны, специальное озеленение, прозрачные жалюзи, шторы и др.

Помещения с постоянным пребыванием людей должны иметь, как правило, естественное освещение - освещение помещений светом неба (прямым или отраженным). Естественное освещение подразделяется на боковое, верхнее и комбинированное (верхнее и боковое).

ЎЕстественное освещение помещений зависит от:

• 1. Светового климата - совокупность условий естественного освещения в той или иной местности, которые складываются из общих климатических условий, степени прозрачности атмосферы, а также отражающих способностей окружающей среды (альбедо подстилающей поверхности).
• 2. Инсоляционного режима - продолжительность и интенсивность освещения помещения прямыми солнечными лучами, зависящая от географической широты места, ориентации зданий по сторонам света, затенения окон деревьями или домами, величины светопроемов и т. д.

Инсоляция является важным оздоравливающим, психо-физиологическим фактором и должна быть использована во всех жилых и общественных зданиях с постоянным пребыванием людей, за исключением отдельных помещений общественных зданий, где инсоляция не допускается по технологическим и медицинским требованиям. К таким помещениям согласно СанПиН № РБ относятся:

• § операционные;
• § реанимационные залы больниц;
• § выставочные залы музеев;
• § химические лаборатории ВУЗов и НИИ;
• § книгохранилища;
• § архивы.

Инсоляционный режим оценивается продолжительностью инсоляции в течение суток, процентом инсолируемой площади помещения и количеством радиационного тепла, поступающего через проемы в помещение. Оптимальная эффективность инсоляции достигается ежедневным непрерывным облучением прямыми солнечными лучами помещений в течение 2,5 - 3-х часов. естественный освещение инсоляция

ЎВ зависимости от ориентации окон зданий по сторонам света различают три типа инсоляционного режима: максимальный, умеренный, минимальный. (Приложение, табл. 1).

При западной ориентации создается смешанный инсоляционный режим. По продолжительности он соответствует умеренному, по нагреванию воздуха - максимальному инсоляционному режиму. Поэтому, согласно СНиП 2.08.02-89, ориентация на запад окон палат интенсивной терапии, детских палат (до 3-х лет), комнат для игр в детских отделениях не допускается.

В средних широтах (территория РБ) для больничных палат, комнат дневного пребывания больных, классов, групповых комнат детских учреждений наилучшей ориентацией, обеспечивающей достаточную освещенность и инсоляцию помещений без перегрева, является южная и юго-восточная (допустимая - ЮЗ, В).

На север, северо-запад, северо-восток ориентируются окна операционных, реанимационных, перевязочных, процедурных кабинеты, родовых залов, кабинетов терапевтической и хирургической стоматологии, что обеспечивает равномерное естественное освещение этих помещений рассеянным светом, исключает перегрев помещений и слепящее действие солнечных лучей, а также возникновение блескости от медицинского инструмента.

Нормирование и оценка естественного освещения помещений

Нормирование и гигиеническая оценка естественного освещения существующих и проектируемых зданий и помещений выполняется согласно СНиП II-4-79 светотехническими (инструментальными) и геометрическими (расчетными) методами.

Основным светотехническим показателем естественного освещения помещений является коэффициент естественной освещенности (КЕО) -отношение естественной освещенности, создаваемой в некоторой точке заданной плоскости внутри помещения светом неба, к одновременному значению наружной горизонтальной освещенности, создаваемой светом полностью открытого небосвода (исключая прямой солнечный свет), выраженное в процентах:

КЕО = Е1/Е2 · 100%,

где Е1 - освещенность внутри помещения, лк;

Е2 - освещенность вне помещения, лк.

Этот коэффициент является интегральным показателем, определяющим уровень естественной освещенности с учетом всех факторов, влияющих на условия распределения естественного света в помещении. Измерение освещенности на рабочей поверхности и под открытым небом производят люксметром (Ю116, Ю117), принцип действия которого основан на преобразовании энергии светового потока в электрический ток. Воспринимающая часть - селеновый фотоэлемент, имеющий светопоглощающие фильтры с коэффициентами 10, 100 и 1000. Фотоэлемент прибора соединен с гальванометром, шкала которого отградуирована в люксах.

ЎПри работе с люксметром необходимо соблюдать следующие требования (МУ РБ 11.11.12-2002):

• · приемная пластина фотоэлемента должна размещаться на рабочей поверхности в плоскости ее расположения (горизонтальной, вертикальной, наклонной);
• · на фотоэлемент не должны падать случайные тени или тени от человека и оборудования; если рабочее место затеняется в процессе работы самим работающим или выступающими частями оборудования, то освещенность следует измерять в этих реальных условиях;
• · измерительный прибор не должен располагаться вблизи источников сильных магнитных полей; не допускается установка измерителя на металлические поверхности.

Коэффициент естественной освещенности (согласно СНБ 2.04.05-98) нормируется для различных помещений с учетом их назначения, характера и точности выполняемой зрительной работы. Всего предусматривается 8 разрядов точности зрительной работы (в зависимости от наименьшего размера объекта различения, мм) и четыре подразряда в каждом разряде (в зависимости от контраста объекта наблюдения с фоном и характеристикой самого фона - светлый, средний, темный). (Приложение, табл. 2).

При боковом одностороннем освещении нормируется минимальное значение КЕО в точке условной рабочей поверхности (на уровне рабочего места) на расстоянии 1 м от стены, наиболее удаленной от светового проема. (Приложение, табл. 3).

ЎГеометрический метод оценки естественного освещения:

• 1) Световой коэффициент (СК) - отношение остекленной площади окон к площади пола данного помещения (числитель и знаменатель дроби делят на величину числителя). Недостатком этого показателя является то, что он не учитывает конфигурацию и размещение окон, глубину помещения.
• 2) Коэффициент глубины заложения (заглубления) (КЗ) - отношение расстояния от светонесущей до противоположной стены к расстоянию от пола до верхнего края окна. КЗ не должен превышать 2,5, что обеспечивается шириной притолоки (20-30 см) и глубиной помещения (6 м). Однако, не СК, не КЗ не учитывают затемнение окон противостоящими зданиями, поэтому дополнительно определяют угол падения света и угол отверстия.
• 3) Угол падения показывает, под каким углом лучи света падают на горизонтальную рабочую поверхность. Угол падения образуется исходящими из точки оценки условий освещения (рабочее место) двумя линиями, одна из которых направлена к окну вдоль горизонтальной рабочей поверхности, другая - к верхнему краю окна. Он должен быть равен не менее 270.
• 4) Угол отверстия дает представление о величине видимой части небосвода, освещающего рабочее место. Угол отверстия образуется исходящими из точки измерения двумя линиями, одна из которых направлена к верхнему краю окна, другая - к верхнему краю противостоящего здания. Он должен быть равен не менее 50.

Оценка углов падения и отверстия должна проводиться по отношению к самым удаленным от окна рабочим местам. (Приложение, рис. 1).

9.1 Технико-экономическая оценка различных вариантов естественного и совмещенного освещения помещений должна производиться для всего года или отдельных его сезонов. Продолжительность использования естественного освещения следует определять промежуточным временем между моментами выключения (утром) и включения (вечером) искусственного освещения, когда естественная освещенность становится равной нормированному значению освещенности от установки искусственного освещения.

В помещениях жилых и общественных зданий, в которых расчетное значение КЕО составляет 80 % и менее нормированного значения КЕО, нормы искусственной освещенности повышают на одну ступень по шкале освещенности.

9.2 Расчет естественной освещенности в помещениях следует производить в зависимости от групп административных районов по ресурсам светового климата Российской Федерации и рассматриваемого периода года:

а) при расположении зданий в 1-й, 3-й и 4-й группах административных районов для всех месяцев года - по облачному году;

б) при расположении зданий во 2-й и 5-й группах административных районов для зимней половины года (ноябрь, декабрь, январь, февраль, март, апрель) - по облачному небу, для летней половины года (май, июнь, июль, август, сентябрь, октябрь) - по безоблачному небу.

9.3 Среднюю естественную освещенность в помещении при верхнем освещении от облачного неба в какой-либо момент времени суток определяют по формуле

где е ср - среднее значение КЕО; определяют по формуле (Б.8) приложения Б;

Наружная горизонтальная освещенность при сплошной облачности; принимают по таблице В.1 приложения В.

Примечание - Значения наружной освещенности в приложении Г приведены для местного среднего солнечного времени Т М . Переход от местного декретного времени к местному среднему солнечному производят по формуле

T M = T Д – N + l - 1, (14)

где T Д - местное декретное время;

N - номер часового пояса (рисунок 25);

l - географическая долгота пункта, выраженная в часовой мере (15° = 1 ч).

9.4 Значение естественной освещенности в заданной точке А при боковом освещении в условиях сплошной облачности определяют по формуле

где - расчетное значение КЕО в точке А помещения при боковом освещении; определяют по формуле (Б.1) приложения Б;

Наружная освещенность на горизонтальной поверхности при облачном небе.

Расчет естественной освещенности в заданной точке М помещения от окон при безоблачном небе следует производить:

а) при отсутствии солнцезащитных средств в светопроемах и противостоящих зданий по формуле

; (16)

б) при затенении окон противостоящими зданиями по формуле

в) при наличии солнцезащитных средств в светопроемах по формуле

, (18)

где e б i - геометрический КЕО, определяемый по формуле (Б.9);

b б - коэффициент относительной яркости участка неба, видимого через светопроем; принимают по таблице 11;

Наружная освещенность на вертикальной поверхности, создаваемая рассеянным светом безоблачного неба; принимают в зависимости от ориентации поверхности фасада здания и времени суток по таблице В.3 приложения В;

Рисунок 25 - Карта часовых поясов

b ф i - средняя относительная яркость фасадов противостоящих зданий; определяют по таблице Б.2 приложения Б;

Определяют по формуле (Б.5);

r ф - средневзвешенный коэффициент отражения фасадов противостоящих зданий; принимают по таблице Б.3 приложения Б;

Наружная суммарная освещенность на вертикальной поверхности, создаваемая рассеянным светом неба, прямым светом солнца и светом, отраженным от земной поверхности; принимают по таблице В.4 приложения В.

Расчет средней естественной освещенности в помещении от безоблачного неба при верхнем освещении в зависимости от типа светового проема производят:

а) при световых проемах в плоскости покрытия, имеющих заполнение из светорассеивающих материалов, по формуле

; (19)

б) при световых проемах в плоскости покрытия, имеющих заполнение из светопрозрачных материалов, по формуле

; (20)

в) при фонарях шед по формуле

; (21)

г) при прямоугольных фонарях по формуле

где t о - см. формулу (Б.1);

r 2 и k ф - см. формулу (Б.2);

e ср - см. формулу (Б.7);

Суммарная наружная освещенность на горизонтальной поверхности, создаваемая безоблачным небом и прямым светом солнца; принимают по таблице В.3 приложения В;

Наружная освещенность на горизонтальной поверхности, создаваемая безоблачным небом; принимают по таблице В.3 приложения В;

b B - коэффициент относительной яркости участков безоблачного неба, видимых через светопроемы; принимают по таблице 12;

См. формулу (16);

И - наружная освещенность на двух противоположных сторонах вертикальной поверхности; принимают по таблице В.4 приложения В.

Примечания

1 Прямой солнечный свет в расчетах освещенности учитывают при наличии в световых проемах солнцезащитных средств или светорассеивающих материалов; в остальных случаях прямой солнечный свет не учитывают.

2 Значения расчетных коэффициентов в таблицах 11 и 12 приведены для местного среднего солнечного времени.

Таблица 11

Ориентация светопроемов	Значение коэффициента b б
Время суток, ч
В		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
С	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

Таблица 12

Тип светового проема	Значение коэффициента b B
Время суток, ч
Прямоугольный фонарь	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
В плоскости покрытия	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
Шед (ориентированный 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

Примеры расчета времени использования естественного освещения в помещениях

Пример 1

Требуется определить, как изменится продолжительность использования естественного освещения в марте за средние сутки в рабочей комнате с верхним естественным освещением через зенитные фонари и с системой общего люминесцентного освещения, если уменьшить запроектированную площадь зенитных фонарей в два раза и перейти на совмещенное освещение.

Рабочая комната расположена в Москве, точность зрительных работ, выполняемых в ней, соответствует Б-1 разряду норм по приложению И СНиП 23-05.

Первоначально запроектированная площадь фонарей обеспечивала среднее значение КЕО в рабочей комнате, равное 5 %; при уменьшении площади фонарей в два раза среднее значение КЕО составляет 2,5 %. Работа выполняется в две смены с 7 до 21 ч по местному времени.

Решение

1 В соответствии с таблицей 1 перечня административных районов по ресурсам светового климата Российской Федерации Москва расположена в первой группе и, следовательно, расчет естественной освещенности в помещении выполняют для условий облачного неба.

2 Из таблицы В.1 приложения В выписывают в таблицу 13 значение наружной горизонтальной освещенности при сплошной облачности для разных часов дня в марте.

Таблица 13

Время суток (местное солнечное время)	Наружная горизонтальная освещенность , лк	Средняя естественная освещенность в помещении E ср , лк
при КЕО = 5 %	при КЕО = 2,5 %
	-	-	-
	-	-	-
	-	-	-

3 Последовательно подставляя значение в формулу (13), определяют для соответствующих моментов времени значения средней освещенности внутри помещения Е cp . Результаты расчета записывают в таблицу 13.

4 По найденным значениям Е cp строят график (рисунок 26) изменения естественной освещенности в помещении в течение рабочего дня при КЕО = 5 % и 2,5 %.

5 В приложении И СНиП 23-05 находят, что для рабочей комнаты, расположенной в Москве, нормированное значение КЕО для Б-1 разряда работ равно 3 %.

1 - изменение естественной освещенности в помещении при КЕО, равном 5 %; 2 - то же, 2,5 %; А - точка, соответствующая времени выключения искусственного освещения утром;

Б - точка, соответствующая времени включения искусственного освещения вечером

Рисунок 26 - График изменения естественной освещенности в помещении в течение рабочего дня

Нормированная освещенность равна 300 лк. При уменьшении площади фонарей в два раза среднее расчетное значение КЕО составляет 0,5 нормированного значения КЕО; в этом случае в рабочей комнате нормированное значение освещенности от искусственного освещения необходимо повысить на одну ступень, т. е. вместо 300 лк следует принять 400 лк.

6 На ординате графика рисунка 26 находят точку, соответствующую освещенности 300 лк, через которую проводят горизонталь до пересечения с кривой в первой и второй половине дня. Точки А и Б пересечения с кривой проектируют на ось абсцисс. Точка а на оси абсцисс соответствует времени t a = 8 ч 20 мин, точка б - t б = 15 ч 45 мин.

Время использования естественного освещения в рабочей комнате при среднем КЕО, равном 3 %, определяют как разность t б - t а = 7 ч 25 мин.

7 Из рисунка 26 следует, что горизонталь, соответствующая освещенности 400 лк, не пересекается с кривой изменения естественной освещенности при среднем КЕО = 2,5 %, это означает, что время использования естественного освещения в рабочей комнате с уменьшенной в два раза площадью фонарей равно нулю, т. е. в течение всего рабочего времени в рабочей комнате должно работать постоянное дополнительное искусственное освещение.

Пример 2

Требуется определить естественную освещенность и продолжительность использования естественного освещения в течение дня в сентябре при сплошной облачности в трех точках А, Б и В (рисунок 27) характерного разреза школьного класса на уровне парт (0,8 м от пола). Точки расположены на следующих расстояниях от наружной стены с окнами: А - 1,5 м, Б - 3 м и В - 4,5 м. Расчетное значение КЕО в точке А е А = 4,5 %, в точке Б е Б = 2,3, в точке В е В = 1,6 %. Нормированная освещенность в классной комнате от установки искусственного освещения равна 300 лк. Школа расположена в Белгороде (50° с. ш.) и работает в одну смену с 8 до 14 ч (местное солнечное время).

Решение

1 Из таблицы В.1 приложения В выписывают значения наружной освещенности в течение дня для сентября. Последовательно подставляя значения в формулу (15), получают значения естественной освещенности в заданных точках Е гА , Е гБ , Е гВ . Результаты расчета записывают в таблицу 14.

А , Б , В - Расчетные точки

Рисунок 27 - Схематический поперечный разрез школьного класса

Примечание - Учитывая, что в таблице В.1 приложения В для 50° с. ш. наружная освещенность не приведена, находят требуемое значение наружной освещенности методом линейной интерполяции.

Таблица 14

2 По данным таблицы 14 строят график рисунка 28, для этого проводят горизонталь через точку оси ординат, которой соответствует освещенность 300 лк, до пересечения с кривыми освещенности Е гА , Е гБ , Е гВ (кривые 1 , 2 , 3 ).

3 Проектируют точки пересечения горизонтали с кривыми на ось абсцисс; время использования естественного освещения в точке А определяют из соотношения:

t 2 - t 1 = 14 ч 00 мин - 8 ч 20 мин = 5 ч 40 мин.

Из рисунка 28 следует, что в точках Б и В при сплошной облачности осенью необходимо иметь постоянное дополнительное искусственное освещение, так как в течение всего дня на втором и третьем рядах парт естественная освещенность ниже нормированного значения.

1 - в точке А ; 2 - в точке Б ; 3 - в точке В

Рисунок 28 - График изменения естественной освещенности в трех расчетных точках школьного класса в течение рабочего дня