Естественное освещение и его нормирование. Естественное освещение: виды и основные аспекты выбора Проектирование естественного освещения

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.

ГОУ ВПО «Сургутский Государственный Университет»

Ханты-Мансийского Автономного Округа – Югры

Кафедра Безопасности Жизнедеятельности

Курсовая работа

Тема: «Расчет естественного освещения»

Выполнил: студент 04-42 группы 5 курса

Химико-технологического факультета

СеменоваЮлияОлеговна

Преподаватель:

К.х.н., доцент

АндрееваТатьянаСергеевна

Курсовая работа содержит: 15 рисунков, 9 таблиц, 2 использованных источника(в том числе СП 23-102-2003 и СНиП 23-05-95), расчетные формулы, расчеты, план и разрез помещения(лист 1, лист 2, формат А 3).

Цель работы: определение площади световых проемов, то есть количества и геометрических размеров окон, обеспечивающих нормированное значение КЕО.

Объект исследования: рабочий кабинет.

Объем работы: 41 страница.

Результат работы: выбранные размеры светового проема обеспечивают требования норм по совмещенному освещению рабочего кабинета.

Введение 4

Глава 1. Виды естественного освещения 5

Глава 2. Принцип нормирования естественного освещения 6

Глава 3. Проектирование естественного освещения 9

Глава 4. Расчет естественного освещения

4.1. Выбор значений коэффициента естественного освещения 12

4.2. Предварительный расчет площади световых проемов и КЕО при боковом освещении 13

4.3. Проверочный расчет КЕО при боковом освещении 16

4.4. Предварительный расчет площади световых проемов и КЕО при верхнем освещении 19

4.5. Проверочный расчет КЕО при верхнем освещении 23

Глава 5. Расчет естественного освещения рабочего кабинета 29

Таблицы 32

Заключение 39

Список использованной литературы 40

Введение

Помещения с постоянным пребыванием людей должны иметь естественное освещение.

Естественное освещение - освещение помещений пря­мым или отраженным светом, проникающим че­рез световые проемы в наружных ограждающих конструкциях. Естественное освещение должно предусматриваться, как правило, в помещениях с постоянным пребыванием людей. Без естествен­ного освещения допускается проектировать от­дельные виды производственных помещений сог­ласно Санитарным нормам проектирования про­мышленных предприятий.

Виды естественного освещения

Различают следующие виды естественного освещения помещений:

·боковое одностороннее - когда световые проемы расположены в одной из наружных стен помещения,

Рисунок 1 - Боковое одностороннее естественное освещение

·боковое - световые проемы в двух противо­положных наружных стенах помещения,

Рисунок 2 - Боковое естественное освещение

·верхнее - когда фонари и световые проемы в покрытии, а также световые проемы в стенах перепада высот здания,

·комбинированное - световые проемы, предус­мотренные для бокового (верхнее и боковое) и верхнего освещения.

Принцип нормирования естественного освещения

Естественное освещение используется для общего освещения производственных и подсобных помещений. Оно создается лучистой энергией солнца и на организм человека действует наиболее бла­гоприятно. Используя этот вид освещения, следует учитывать ме­теорологические условия и их изменения в течение суток и перио­дов года в данной местности. Это необходимо для того, чтобы знать, какое количество естественного света будет попадать в поме­щение через устраиваемые световые проемы здания: окна - при боковом освещении, световые фонари верхних перекрытий здания - при верхнем освещении. При комбинированном естественном осве­щении к верхнему освещению добавляется боковое.

Помещения с постоянным пребыванием людей должны иметь естественное освещение. Установленные расчетом размеры световых проемов допускается изменять на +5, -10%.

Неравномерность естественного освещения помещений производственных и общественных зданий с верхним или верхним и естественным боковым освещением и основных помещений для детей и подростков при боковом освещении не должна превышать 3:1.

Солнцезащитные устройства в общественных и жилых зданиях следует предусматривать в соответствии с главами СНиП по проектированию этих зданий, а также с главами по строительной теплотехнике.

Качество освещения естественным светом характеризуется коэф­фициентом естественной освещенности к ео, который представляет собой отношение освещенности на горизонтальной поверхности внутри помещения к одновременной горизонтальной освещенности снаружи,

,

где Е в - горизонтальная освещенность внутри помещения в лк;

Е н - горизонтальная освещенность снаружи в лк.

При боковом освещении нормируется минимальное значение коэффициента естественной освещенности - к ео мин, а при верхнем и комбинированном освещении - среднее его значение - к ео ср. Способ расчета коэффициента естественной освещенности приведен в Санитарных нормах проектирования промышленных предприя­тий.

С целью создания наиболее благоприятных условий труда уста­новлены нормы естественной освещенности. В тех случаях когда естественная освещенность недостаточна, рабочие поверхности должны дополнительно освещаться искусственным светом. Смешан­ное освещение допускается при условии дополнительного освещения только рабочих поверхностей при общем естественном освещении.

Строительными нормами и правилами (СНиП 23-05-95) коэф­фициенты естественной освещенности производственных помещений установлены в зависимости от характера работы по степени точ­ности.

Для поддержания необходимой освещенности помещений норма­ми предусматривается обязательная очистка окон и световых фона­рей от 3 раз в год до 4 раз в месяц. Кроме того, следует система­тически очищать стены, оборудование и окрашивать их в светлые цвета.

Нормы естественного освещения промышленных зданий, сведенные к нормированию К.Е.О., представлены в СНиП 23-05-95. Для облегчения нормирования освещенности рабочих мест все зрительные работы по степени точности делятся на восемь раз­рядов.

СНиП 23-05-95 устанавливают требуемую величину К.Е.О. в зависимости от точности работ, вида освещения и географиче­ского расположения производства. Территория России делится на пять световых поясов, для ко­торых значения К.Е.О. определяются по формуле:

где N – номер группы административно-территориального района по обеспеченности естественным светом;

Значение коэффициента естественной освещенности, выбираемое по СНиП 23-05-95 в зависимости от характеристики зрительных работ в данном помещении и системы естественного освещения.

Коэффициент светового климата, который находится по таблицам СНиП в зависимости от вида световых проемов, их ориентации по сторонам горизонта и номера группы административного района.

Для определения соответствия естественной освещенности в производственном помещении требуемым нормам освещенность измеряют при верхнем и комбинированном освещении-в раз­личных точках помещения с последующим усреднением; при бо­ковом- на наименее освещенных рабочих местах. Одновремен­но измеряют наружную освещенность и определенный расчет­ным путем К.Е.О. сравнивают с нормативным.

Проектирование естественного освещения

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

характеристика и разряд зрительных работ;

группа административного района, в котором предполагается строительство здания;

нормированное значение КЕО с учетом характера зрительных работ и светоклиматических особенностей места расположения зданий;

требуемая равномерность естественного освещения;

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

необходимость защиты помещения от слепящего действия солнечного света.

2. Проектирование естественного освещения здания следует выполнять в следующей последовательности:

определение требований к естественному освещению помещений;

выбор систем освещения;

выбор типов световых проемов и светопропускающих материалов;

выбор средств для ограничения слепящего действия прямого солнечного света;

учет ориентации здания и световых проемов по сторонам горизонта;

выполнение предварительного расчета естественного освещения помещений (определение необходимой площади световых проемов);

уточнение параметров световых проемов и помещений;

выполнение проверочного расчета естественного освещения помещений;

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

определение требований к дополнительному искусственному освещению помещений, зон и участков с недостаточным естественным освещением;

определение требований к эксплуатации световых проемов;

внесение необходимых корректив в проект естественного освещения и повторный проверочный расчет (при необходимости).

3. Систему естественного освещения здания (боковое, верхнее или комбинированное) следует выбирать с учетом следующих факторов:

назначения и принятого архитектурно-планировочного, объемно-пространственного и конструктивного решения здания;

требований к естественному освещению помещений, вытекающих из особенностей технологии производства и зрительной работы;

климатических и светоклиматических особенностей места строительства;

экономичности естественного освещения (по энергетическим затратам).

4. Верхнее и комбинированное естественное освещение следует применять преимущественно в одноэтажных общественных зданиях большой площади (крытые рынки, стадионы, выставочные павильоны и т. п.).

5. Боковое естественное освещение следует применять в многоэтажных общественных и жилых зданиях, одноэтажных жилых зданиях, а также в одноэтажных общественных зданиях, в которых отношение глубины помещений к высоте верхней грани светового проема над условной рабочей поверхностью не превышает 8.

6. При выборе световых проемов и светопропускающих материалов следует учитывать:

требования к естественному освещению помещений;

назначение, объемно-пространственное и конструктивное решение здания;

ориентацию здания по сторонам горизонта;

климатические и светоклиматические особенности места строительства;

необходимость защиты помещений от инсоляции;

степень загрязнения воздуха.

7. При проектировании бокового естественного освещения следует учитывать затенение, создаваемое противостоящими зданиями.

8. Светопрозрачные заполнения светопроемов в жилых и общественных зданиях выбирают с учетом требований СНиП 23-02.

9. При боковом естественном освещении общественных зданий с повышенными требованиями к постоянству естественного освещения и солнцезащите (например, картинные галереи) световые проемы следует ориентировать на северную четверть горизонта (С-СЗ-С-СВ).

10. Выбор устройств для защиты от слепящего действия прямого солнечного света следует производить с учетом:

ориентации световых проемов по сторонам горизонта;

направления солнечных лучей относительно человека в помещении, имеющего фиксированную линию зрения (ученик за партой, чертежник за чертежной доской и т. п.);

рабочего времени суток и года в зависимости от назначения помещения;

разницы между солнечным временем, по которому построены солнечные карты, и декретным временем, принятым на территории Российской Федерации.

При выборе средств для защиты от слепящего действия прямого солнечного света следует руководствоваться требованиями строительных норм и правил по проектированию жилых и общественных зданий (СНиП 31-01, СНиП 2.08.02).

11. При односменном рабочем (учебном) процессе и при эксплуатации помещений в основном в первую половину дня (например, лекционные аудитории), когда помещения ориентированы на западную четверть горизонта, применение солнцезащитных средств необязательно.

Расчет естественного освещения

Целью расчета естественного освещения является определение площади световых проемов, то есть количества и геометрических размеров окон, обеспечивающих нормированное значение КЕО.

Выбор значений КЕО

1. В соответствии со СНиП 23-05 территория Российской Федерации зонирована на пять групп административных районов по ресурсам светового климата. Перечень административных районов, входящих в группы обеспеченности естественным светом, приведен в таблице 1.

2. Значения КЕО в жилых и общественных зданиях, расположенных в первой группе административных районов, принимают в соответствии со СНиП 23-05.

3. Значения КЕО в жилых и общественных зданиях, расположенных во второй, третьей, четвертой и пятой группах административных районов, определяют по формуле

e N = e н m N , (1)

где N - номер группы административных районов по таблице 1;

е н - нормированное значение КЕО по приложению И СНиП 23-05;

m N - коэффициент светового климата, принимаемый по таблице 2.

Полученные по формуле (1) значения следует округлять до десятых долей.

4. Размеры и расположение световых проемов в помещении, а также соблюдение требований норм естественного освещения помещений определяют предварительным и проверочным расчетами.

Предварительный расчет площади световых проемов и КЕО при боковом освещении

1. Предварительный расчет размеров световых проемов при боковом освещении без учета противостоящих зданий следует проводить с применением графиков, приведенных для помещений жилых зданий на рисунке 3, для помещений общественных зданий - на рисунке 4, для школьных классов - на рисунке 5. Расчет следует производить в следующей последовательности:

Рисунок 3 - График для определения относительной площади световых проемов А с.о /А п при боковом освещении жилых помещений

Рисунок 4 - График для определения относительной площади световых проемов А с.о /А п при боковом освещении помещений общественных зданий

Рисунок 5 - График для определения относительной площади световых проемов А с.о /А п при боковом освещении школьных классов

а) в зависимости от разряда зрительной работы или назначения помещения и группы административных районов по ресурсам светового климата Российской Федерации по СНиП 23-05 определяют нормированное значение КЕО для рассматриваемого помещения;

d п h 01 и отношение d п /h 01 ;

в) на оси абсцисс графика (рисунки 3, 4 или 5) определяют точку, соответствующую определенному значению d п /h 01 через найденную точку проводят вертикальную линию до пересечения с кривой, соответствующей нормированному значению КЕО. По ординате точки пересечения определяют значение А с.о /А п ;

г) разделив найденное значение А с.о /А п на 100 и умножив на площадь пола, находят площадь световых проемов в м 2 .

2. В случае когда размеры и расположение световых проемов в проекте зданий были выбраны по архитектурно-строительным соображениям, предварительный расчет значений КЕО в помещениях следует производить по рисункам 3-5 в следующей последовательности:

а) по строительным чертежам находят суммарную площадь световых проемов (в свету) А с.о и освещаемую площадь пола помещения А п и определяют отношение А с.о /А п ;

б) определяют глубину помещения d п , высоту верхней грани световых проемов над уровнем условной рабочей поверхности h 01 и отношение d п /h 01 ;

в) с учетом типа помещений выбирают соответствующий график (рисунки 3, 4 или 5);

г) по значениям А с.о /А п и d п /h 01 на графике находят точку с соответствующим значением КЕО.

Графики (рисунки 3-5) разработаны применительно к наиболее часто встречающимся в практике проектирования габаритным схемам помещений и типовому решению светопрозрачных конструкций - деревянным спаренным открывающимся переплетам.

Проверочный расчет КЕО при боковом освещении

1. Проверочный расчет КЕО Расчет КЕО следует производить в следующей последовательности:

а) график I (рисунок 6) накладывают на поперечный разрез помещения таким образом, чтобы его полюс (центр) 0 совместился с расчетной точкой А (рисунок 8), а нижняя линия графика - со следом рабочей поверхности;

б) по графику I подсчитывают число лучей, проходящих через поперечный разрез светового проема от неба n 1 и от противостоящего здания в расчетную точку А ;

в) отмечают номера полуокружностей на графике I, совпадающих с серединой С 1 участка светопроема, через который из расчетной точки видно небо, и с серединой С 2 участка светопроема, через который из расчетной точки видно противостоящее здание (рисунок 8);

г) график II (рисунок 7) накладывают на план помещения таким образом, чтобы его вертикальная ось и горизонталь, номер которой соответствует номеру концентрической полуокружности (пункт «в»), проходили через точку С 1 (рисунок 8);

д) подсчитывают число лучей п 2 по графику II, проходящих от неба через световой проем на плане помещения в расчетную точку А ;

е) определяют значение геометрического КЕО, учитывающего прямой свет от неба;

ж) график II накладывают на план помещения таким образом, чтобы его вертикальная ось и горизонталь, номер которой соответствует номеру концентрической полуокружности (пункт «в»), проходили через точку С 2 ;

з) подсчитывают число лучей по графику II, проходящих от противостоящего здания через световой проем на плане помещения в расчетную точку А ;

и) определяют значение геометрического коэффициента естественной освещенности, учитывающего свет, отраженный от противостоящего здания;

к) определяют значение угла , под которым видна середина участка неба из расчетной точки на поперечном разрезе помещения (рисунок 9);

л) по значению угла и заданным параметрам помещения и окружающей застройки определяют значения коэффициентов q i , b ф , k ЗД , r о , и K з , и вычисляют значение КЕО в расчетной точке помещения.

Рисунок 6- График I для расчета геометрического КЕО

Рисунок 7 - График II для расчета геометрического КЕО

Примечания

1 Графики I и II применимы только для световых проемов прямоугольной формы.

2 План и разрез помещения выполняют (вычерчивают) в одинаковом масштабе.

А - расчетная точка; 0 - полюс графика I; С 1 - середина участка светового проема, через который из расчетной точки видно небо; С 2 - середина участка светового проема, через который из расчетной точки видно противостоящее здание

Рисунок 8 - Пример использования графика I для подсчета числа лучей от неба и противостоящего здания

Предварительный расчет площади световых проемов и КЕО при верхнем освещении

1. Для предварительного расчета площади световых проемов при верхнем освещении следует применять следующие графики: для зенитных фонарей с глубиной проема (светопроводной шахты) до 0,7 м - по рисунку 9; для шахтных фонарей - по рисункам 10, 11; для фонарей прямоугольных, трапециевидных, шед с вертикальным остеклением и шед с наклонным остеклением - по рисунку 12.

Таблица 1

Площадь световых проемов фонарей А с.ф определяют по графикам на рисунках 9-12 в следующей последовательности:

а) в зависимости от разряда зрительной работы или назначения помещения и группы административных районов по ресурсам светового климата Российской Федерации по СНиП 23-05;

б) на ординате графика определяют точку, соответствующую нормированному значению КЕО, через найденную точку проводят горизонталь до пересечения с соответствующей кривой графика (рисунки 9-12), по абсциссе точки пересечения определяют значение А с.ф /А п ;

в) разделив значение А с.ф /А п на 100 и умножив на площадь пола, находят площадь световых проемов фонарей в м 2 .

Предварительный расчет значений КЕО в помещениях следует производить с применением графиков на рисунках 9-12 в следующей последовательности:

а) по строительным чертежам находят суммарную площадь световых проемов фонарей А с.ф , освещаемую площадь пола помещения А п и определяют отношение А с.ф /А п ;

б) с учетом типа фонаря выбирают соответствующий рисунок (8, 10, 11или 12);

в) на выбранном рисунке через точку с абсциссой А с.ф /А п проводят вертикальную линию до пересечения с соответствующим графиком; ордината точки пересечения будет равна расчетному среднему значению коэффициента естественной освещенности е ср .

Рисунок 9 - График для определения среднего значения КЕО е ср в помещениях с зенитными фонарями с глубиной проема до 0,7 м и размерами в плане, м:

1 - 2,9x5,9; 2 3 - 1,5x1,7

Рисунок 10 - График для определения среднего значения КЕО е ср в общественных помещениях с шахтными фонарями с глубиной светопроводной шахты 3,50 м и размерами в плане, м:

1 - 2,9x5,9; 2 - 2,7x2,7; 2,9x2,9; 1,5x5,9; 3 - 1,5x1,7

Рисунок 11 - График для определения среднего значения КЕО е ср в общественных помещениях с шахтными фонарями диффузного света с глубиной светопроводной шахты 3,50 м и размерами в плане, м:

1 - 2,9x5,9; 2 - 2,7х 2,7; 2,9x2,9; 1,5x5,9; 3 - 1,5x1,7

1 - трапециевидный фонарь; 2 - шед, имеющий наклонное остекление;

3 - прямоугольный фонарь; 4 - шед, имеющий вертикальное остекление

Рисунок 12- График для определения среднего значения КЕО е cp в общественных помещениях с фонарями

Проверочный расчет КЕО при верхнем освещении

Расчет КЕО производят в следующей последовательности:

а) график I (рисунок 6) накладывают на поперечный разрез помещения таким образом, чтобы полюс (центр) 0 графика совмещался с расчетной точкой, а нижняя линия графика - со следом рабочей поверхности. Подсчитывают число радиально направленных лучей графика I, проходящих через поперечный разрез первого проема (n 1) 1 , второго проема - (n 1) 2 , третьего проема - (n 1) 3 и т. д.; при этом отмечают номера полуокружностей, которые проходят через середину первого, второго, третьего проемов и т. д.;

б) определяют углы , , и т. д. между нижней линией графика I и линией, соединяющей полюс (центр) графика I с серединой первого, второго, третьего проемов и т. д.;

в) график II (рисунок 7) накладывают на продольный разрез помещения; при этом график располагают так, чтобы его вертикальная ось и горизонталь, номер которой должен соответствовать номеру полуокружности на графике I, проходили через середину проема (точка C ).

Подсчитывают число лучей по графику II, проходящих через продольный разрез первого проема (n 2) 1 , второго проема - (п 2) 2 , третьего проема - (n 2) 3 и т. д.;

г) вычисляют значение геометрического КЕО , в первой точке характерного разреза помещения по формуле

где Р - число световых проемов;

q - коэффициент, учитывающий неравномерную яркость участка небосвода, видимого из первой точки соответственно под углами ,, и т. д.;

д) повторяют вычисления в соответствии с пунктами «а», «б», «в», «г» для всех точек характерного разреза помещения до N включительно (где N - число точек, в которых производят расчет КЕО);

е) определяют среднее значение геометрического КЕО;

ж) по заданным параметрам помещения и световых проемов определяют значения r 2 , k ф , ;

Проверочный расчет значений КЕО в точках характерного разреза помещения при верхнем освещении от зенитных и шахтных фонарей следует выполнять по формуле:

где A ф.в - площадь входного верхнего отверстия фонаря;

N ф - число фонарей;

q () - коэффициент, учитывающий неравномерную яркость облачного неба МКО;

Угол между прямой, соединяющей расчетную точку с центром нижнего отверстия фонаря, и нормалью к этому отверстию;

Среднее значение геометрического КЕО;

K с - коэффициент светопередачи фонаря, определяемый для фонарей с диффузным отражением стенок, а для фонарей с направленным отражением стенок -по значению индекса светового проема шахтного фонаря i ф ;

Рисунок 13 - График для определения коэффициента q () в зависимости от угла

Рисунок 14 K с фонарей с диффузным отражением стенок шахты

Рисунок 15 - График для определения коэффициента светопередачи K c фонарей с направленным отражением стенок шахты при различных значениях коэффициента диффузного отражения стенок шахты

K з - расчетный коэффициент, учитывающий снижение КЕО и освещенности в процессе эксплуатации вследствие загрязнения и старения светопрозрачных заполнений в световых проемах, а также снижение отражающих свойств поверхностей помещения (коэффициент запаса).

Индекс светового проема фонаря с отверстиями в форме прямоугольника i ф определяют по формуле

где A ф.н - площадь нижнего отверстия фонаря, м 2 ;

A ф.в - площадь верхнего отверстия фонаря, м 2 ;

h с.ф - высота светопроводной шахты фонаря, м.

Р ф.в , Р ф.н - периметр верхнего и нижнего отверстий фонаря соответственно, м.

То же, с отверстиями в форме круга - по формуле

i ф = (r ф.в + r ф.н ) / 2h с.ф , (5)

где r ф.в , r ф.н - радиус верхнего и нижнего отверстий фонаря соответственно.

Вычисляют значение геометрического КЕО в первой точке характерного разреза помещения по формуле

Повторяют вычисления для всех точек характерного разреза помещения до N j включительно (где N j - число точек, в которых производят расчет КЕО).

Определяют по формуле

Последовательно для всех точек вычисляют прямую составляющую КЕО по формуле

Определяют отраженную составляющую КЕО , значение которой одинаково для всех точек, по формуле

. (9)

Расчет естественного освещения рабочего кабинета

Теоретическая часть

Освещение рабочих кабинетов, офисов должно проектироваться на основе следующих требований:

а) создание необходимых условий освещения на рабочих столах, расположенных в глубине помещения при выполнении разнообразных зрительных работ (чтение типографского и машинописного текстов, рукописных материалов, различение деталей графических материалов и т. п.);

б) обеспечение зрительной связи с наружным пространством;

в) защита помещений от слепящего и теплового действия инсоляции;

г) благоприятное распределение яркости в поле зрения.

Боковое освещение рабочих кабинетов должно осуществляться, как правило, отдельными световыми проемами (одно окно на каждый кабинет). С целью снижения необходимой площади световых проемов высоту подоконника над уровнем пола рекомендуется принимать не менее 0,9 м.

При расположении здания в административных районах Российской Федерации групп по ресурсам светового климата нормированное значение КЕО следует принимать: при глубине рабочих кабинетов (офисов) 5 м и более - по таблице 3 применительно к совмещенной системе освещения; менее 5 м - по таблице 4 применительно к естественной системе освещения.

Для обеспечения зрительного контакта с наружным пространством заполнение световых проемов должно, как правило, выполняться светопрозрачным оконным стеклом.

Для ограничения слепящего действия солнечной радиации в рабочих кабинетах и офисах необходимо предусматривать шторы и легкие регулируемые жалюзи. При проектировании зданий управления и зданий под офисы для III и IV климатических районов Российской Федерации следует предусматривать оборудование световых проемов, ориентированных на сектор горизонта в пределах 200°-290° солнцезащитными устройствами.

В помещениях значения коэффициента отражения поверхностей должны быть не менее:

потолка и верхней части стен.. 0,70

нижней части стен.................... 0,50

пола.......................................... 0,30.

Практическая часть

Требуется определить необходимую площадь окна в рабочих кабинетах здания управления, располагаемого в городе Сургуте (лист 1).

Исходные данные. Глубина помещения d п = 5,5 м, высота h = 3,0 м, ширина b п = 3,0 м, площадь пола А п = 16,5 м 2 , высота верхней грани светового проема над условной рабочей поверхностью h 01 = 1,9 Заполнение световых проемов прозрачным остекленением по металлическим одинарным переплетам; толщина наружных стен 0,35 м. Затенение противостоящими зданиями отсутствует.

Решение

1. Учитывая, что глубина помещения d п свыше 5 м, по таблице 3 находим, что нормированное значение КЕО равно 0,5 %.

2. Производим предварительный расчет естественного освещения по исходной глубине помещения d п = 5,5 м и высоте верхней грани светового проема над условной рабочей поверхностью h 01 = 1,9 м; определяют, что d п /h 01 = 5,5/1,9=2,9.

3. На рисунке 4 на соответствующей кривой е = 0,5 % находим точку с абсциссой d п /h 01 = 2,9. По ординате этой точки определяем, что необходимая относительная площадь светового проема A о / A п = 16,6%.

4. Определяем площадь светового проема А о по формуле:

0,166 А п = 0,166 · 16,5 = 2,7 м 2 .

Следовательно, ширина светового проема b o = 2,7/1,8 = 1,5 м.

Принимаем оконный блок размером 1,5 х 1,8 м.

5. Производим проверочный расчет КЕО в точке А (лист 1) по формуле:

.

6. Накладываем график I для расчета КЕО методом А.М. Данилюка на поперечный разрез помещения (лист 2), совмещая полюс графика I - 0 с точкой А , а нижнюю линию - с условной рабочей поверхностью; подсчитываем число лучей по графику I, проходящих через поперечный разрез светового проема: n 1 = 2.

7. Отмечаем, что через точку С на разрезе помещения (лист 2) проходит концентрическая полуокружность 26 графика I.

8. Накладываем график II для расчета КЕО на план помещения (лист 1) таким образом, чтобы его вертикальная ось и горизонталь 26 проходили через точку С ; подсчитываем по графику II число лучей, проходящих от неба через световой проем: п 2 = 16.

9. Определяем значение геометрического КЕО по формуле:

10. На поперечном разрезе помещения в масштабе 1:50 (лист 2) определяем, что середина участка неба, видимого из расчетной точки А через световой проем, находится под углом ; по значению этого угла по таблице 5 находим коэффициент, учитывающий неравномерную яркость облачного неба МКО: q i =0,64.

11. По размерам помещения и светового проема находят, что d п /h 01 = 2,9;

l Т /d п = 0,82; b п /d п = 0,55.

12. Средневзвешенный коэффициент отражения .

13. По найденным значениям d п /h 01 ; l T /d п ; b п /d п по таблице 6 находим, что r o = 4,25.

14. Для прозрачного остекленения с металлическим одинарным переплетом находим общий коэффициент пропускания света .

15 По СНиП 23-05 находим, что коэффициент запаса для окон общественных зданий K з = 1,2.

16 Определяем геометрический КЕО в точке А, подставляя значения всех найденных коэффициентов в формулу:

.

Следовательно, выбранные размеры светового проема обеспечивают требования норм по совмещенному освещению рабочего кабинета.

Таблица 1

Группы административных районов

Таблица 2

Коэффициент светового климата

Таблица 3

Нормированные значения КЕО при боковом совмещенном освещении в основных помещениях жилых и общественных зданий в административных районах различных групп по ресурсам светового климата

Таблица 4

Нормированные значения КЕО при боковом естественном освещении в основных помещениях жилых и общественных зданий в различных группах административных районов по ресурсам светового климата

Таблица 5

Значения коэффициента q i

Таблица 6

Значения r o для условной рабочей поверхности

Если отделка поверхности помещения неизвестна, то для помещений жилых и общественных зданий средневзвешенный коэффициент отражения следует принимать равным 0,50.

Таблица 7

Значения коэффициентов 1 и

Таблица 8

Значения коэффициентов и

Заключение

В ходе курсовой работы мною был изучен такой параметр, как естественное освещение. Был рассмотрен принцип нормирования естественного освещения, а также проектирование естественного освещения. В данной работе я сделала расчет естественного освещения в рабочем кабинете. Нормированное значение коэффициента естественного освещения 0,5% для выбранного округа. Проделав предварительный расчет, я выяснила размеры оконного блока для достаточной освещенности: 1,5*1,8. В проверочном расчете, я утвердилась в правильности выбраннызх размеров светового проема, так как они обеспечивают требования норм по совмещенному освещению рабочего кабинета. Коэффициент естественного освещения в проверочном расчете 0,53%.

Мне нравится

Освещённость поверхности представляет отношение падающего светового потока к площади освещённой поверхности.

В строительной светотехнике в качестве источника естественного света для помещений здания рассматривается небосвод. Поскольку яркость отдельных точек небосвода изменяется в значительных пределах и зависит от положения солнца, степени и характера облачности, степени прозрачности атмосферы и других причин, установить значение естественной освещённости в помещении в абсолютных единицах (лк) невозможно.

Поэтому для оценки естественного светового режима помещений используется относительная величина, позволяющая учесть неравномерную яркость неба, – так называемый коэффициент естественной освещенности (КЕО)

Коэффициент естественной освещённости e m в какой-либо точке помещения М представляет отношение освещённости в этой точке Е в m к одновременной наружной освещённости горизонтальной плоскости Е н , находящейся на открытом месте и освещаемой диффузным светом всего небосвода. КЕО измеряется в относительных единицах и показывает, какую долю в процентах в данной точке помещения составляет освещённость от одновременной горизонтальной освещённости под открытым небом, т.е.:

Коэффициент естественной освещённости является величиной, нормируемой санитарно-гигиеническими требованиями к естественному освещению помещений.

Согласно СНиП 23-05-95 "Естественное и искусственное освещение" , естественное освещение подразделяется на

• боковое,
• верхнее,
• комбинированной (верхнее и боковое)

Основным документом, регламентирующим требования к естественному освещению помещений жилых и общественных зданий, является СанПиН 2.2.1/2.1.1.1278-03 "Гигиенические требования к естественному, искусственному и совмещенному освещению жилых и общественных зданий".

В соответствии с СанПиН 2.1.2.1002-00 "Санитарно-эпидемиологические требования к жилым зданиям и помещениям" в жилых зданиях непосредственное естественное освещение должны иметь жилые комнаты и кухни. Согласно данным требованиям КЕО в жилых комнатах и кухнях должен быть не менее 0,5% в середине помещения.

Согласно СНиП 31-01-2003 "Здания жилые многоквартирные" отношение площади световых проёмов к площади пола жилых помещений и кухни следует принимать не более 1:5,5 и не менее 1:8 для верхних этажей со световыми проёмами в плоскости наклонных ограждающих конструкций - не менее 1:10 с учётом светотехнических характеристик окон и затенения противостоящими зданиями.

В соответствии с СНиП 23-05-95 нормированные значения КЕО - е N , для зданий, располагаемых в различных светоклиматических районах, следует определять по формуле:

Освещённость в помещении достигается за счёт прямого диффузного света небосвода и отраженного диффузного света от внутренних поверхностей помещения, противостоящих зданий и поверхности земли, прилегающей к зданию. Соответственно КЕО в точке помещения М определяется как сумма:

Максимальное влияние на величину КЕО оказывает прямой свет неба.

Составляющую от прямого света небосвода определяют по формуле:

Общий коэффициент светопропускания проёма τ 0 при боковом освещении определяется как произведение двух составляющих:

Значения коэффициентов τ 1 могут быть приняты по

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

характеристика и разряд зрительных работ;

группа административного района, в котором предполагается строительство здания;

нормированное значение КЕО с учетом характера зрительных работ и светоклиматических особенностей места расположения зданий;

требуемая равномерность естественного освещения;

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

необходимость защиты помещения от слепящего действия солнечного света.

Проектирование естественного освещения здания следует выполнять в следующей последовательности:

определение требований к естественному освещению помещений;

выбор систем освещения;

выбор типов световых проемов и светопропускающих материалов;

выбор средств для ограничения слепящего действия прямого солнечного света;

учет ориентации здания и световых проемов по сторонам горизонта;

выполнение предварительного расчета естественного освещения помещений (определение необходимой площади световых проемов);

уточнение параметров световых проемов и помещений;

выполнение проверочного расчета естественного освещения помещений;

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

определение требований к дополнительному искусственному освещению помещений, зон и участков с недостаточным естественным освещением;

определение требований к эксплуатации световых проемов;

внесение необходимых корректив в проект естественного освещения и повторный проверочный расчет (при необходимости).

Систему естественного освещения здания (боковое, верхнее или комбинированное) следует выбирать с учетом следующих факторов: назначения и принятого архитектурно-планировочного, объемно-пространственного и конструктивного решения здания;

требований к естественному освещению помещений, вытекающих из особенностей технологии производства и зрительной работы; климатических и светоклиматических особенностей места строительства; экономичности естественного освещения (по энергетическим затратам).

Верхнее и комбинированное естественное освещение следует применять преимущественно в одноэтажных общественных зданиях большой площади (крытые рынки, стадионы, выставочные павильоны и т.п.).

Боковое естественное освещение следует применять в многоэтажных общественных и жилых зданиях, одноэтажных жилых зданиях, а также в одноэтажных общественных зданиях, в которых отношение глубины помещений к высоте верхней грани светового проема над условной рабочей поверхностью не превышает 8.

При выборе световых проемов и светопропускающих материалов следует учитывать:

требования к естественному освещению помещений; назначение, объемно-пространственное и конструктивное решение здания; ориентацию здания по сторонам горизонта; климатические и светоклиматические особенности места строительства;

необходимость защиты помещений от инсоляции; степень загрязнения воздуха.

При проектировании бокового естественного освещения следует учитывать затенение, создаваемое противостоящими зданиями. Учет затенения производят в соответствии с разделом настоящего Свода правил.

Выбор устройств для защиты от слепящего действия прямого солнечного света следует производить с учетом:

ориентации световых проемов по сторонам горизонта;

направления солнечных лучей относительно человека в помещении, имеющего фиксированную линию зрения (ученик за партой, чертежник за чертежной доской и т.п.);

рабочего времени суток и года в зависимости от назначения помещения;

разницы между солнечным временем, по которому построены солнечные карты, и декретным временем, принятым на территории Российской Федерации.

При выборе средств для защиты от слепящего действия прямого солнечного света следует руководствоваться требованиями строительных норм и правил по проектированию жилых и общественных зданий (СНиП 31-01, СНиП 2.08.02).

При односменном рабочем (учебном) процессе и при эксплуатации помещений в основном в первую половину дня (например, лекционные аудитории), когда помещения ориентированы на западную четверть горизонта, применение солнцезащитных средств необязательно.

В отдельных случаях, например при проведении экспертиз, возникает необходимость в объективной оценке естественного освещения помещений на основе измерений КЕО с помощью люксметров. Современные фотометрические приборы в качестве датчика имеют кремниевые фотоэлементы, снабженные желтыми и зелеными светофильтрами, корригирующими их спектральную чувствительность соответственно спектральной чувствительности человеческого глаза, а также специальными насадками косинусной коррекции. Коррекция спектральной чувствительности и по косинусу может производиться также с помощью ЭВМ. Селеновые фотоэлементы применяются реже, так как они недолговечны, требуют постоянной градуировки на фотометрической скамье.

Их чувствительность зависит от температуры воздуха. Учитывая, что все расчеты и нормы КЕО имеют в качестве основного допущения пасмурное небо МКО, измерения КЕО могут производиться только при сплошной десятибалльной облачности. Однако могут быть исключения, например в случае измерения КЕО при наличии световодов или светонаправляющих устройств. При этом величина КЕО становится условной. А при измерении наружной освещенности необходимо экранировать прямой свет солнца.

При расчетах эффективности таких устройств в качестве величины наружной освещенности следует принимать суммарную освещенность от прямого солнца и неба (Eq).

Для измерения КЕО заготавливается журнал натурных измерений, в котором указываются место, время и погодные условия во время измерений, приборы, коэффициент пропорциональности между показаниями люксметров (в случае некачественных приборов), геометрические параметры помещения и светопроемов, коэффициенты отражения внутренних и прилегающих наружных поверхностей, вид заполнения проема и его загрязнение. Коэффициент запаса определяется путем деления показаний люксметра при положении датчика в вертикальной плоскости снаружи стекла и внутри за стеклом. Коэффициенты отражения поверхностей измеряются с помощью рефлексометра. Кроме этих данных журнал должен содержать таблицы для записи результатов измерений. Результаты измерений внутри помещения обычно в пяти точках на рабочей поверхности, заранее размеченных по характерному разрезу, синхронизируются по времени с результатами измерений наружной освещенности, производящихся на открытой незатененной площадке, желательно на крыше здания. Для этого наружная освещенность измеряется ежеминутно. Около каждого результата записывается время измерения. Внутренняя освещенность в намеченных точках измеряется в это же время. Время каждого измерения также записывается. При заполнении журнала измерений в графе «наружная освещенность» выбирается результат, совпадающий по времени с результатом измерения внутренней освещенности в данной точке. Измерение в каждой точке для исключения случайных ошибок следует проводить не менее двух раз. Полученные результаты необходимо усреднить.

КЕО в процентах определяется делением показания внутреннего люксметра на показание наружного люксметра и умножается на 100. При наличии «тарировочного» коэффициента к между показаниями внутреннего определять по формуле

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 ).