3. Расчет естественного освещения

Естественным освещением называется освещение помещений прямым (солнечным) и отраженным светом неба, проникающим через световые проемы (окна, фонари).

Создание благоприятных условий работы в производственных помещениях обеспечивается в определенной степени хорошей естественной освещенностью рабочих мест. Помещения с постоянным пребыванием людей должны иметь, как правило, естественное освещение.

Естественное освещение подразделяется на боковое освещение (через оконные проемы наружных стен), верхнее (через световые фонари) и комбинированное (верхнее и боковое).

Фонари представляют собой остекление надстройки над покрытиями однопролетных с пролетами 24 м и более и многопролетных зданий, служащие для естественного дополнительного освещения и аэрации (проветривания) внутренних помещений. В данной курсовой работе расчет фонарей не рассматривается.

Расчет естественного освещения производственных помещений при боковом освещении рекомендуется вести в следующем порядке:

1. устанавливается нормированное значение КЕО (коэффициента естественной освещенности) в зависимости от характеристики зрительной работы в соответствии с требованиями СНиП 23-05-95 [7];

2. определяется необходимая площадь световых проемов, количество окон и размеры оконных проемов в наружных стенах освещаемого помещения;

3. выбираются из ГОСТов типы, конструкции и размеры оконных блоков.

Расчет естественного освещения котельной с тремя котлами (Место строительства – Саранск, Республика Мордовия)

Размеры помещения: длина L=36 м, ширина B=18 м, высота Н=9,6 м. Освещение помещения – боковое, двустороннее. Стены из силикатного кирпича, окрашенные изнутри в средний тон. Полы бетонные. Переплеты окон деревянные спаренные, остекление двойное. Ориентация световых проемов – на север и на юг.

Республика Мордовия относится к группе административных районов по ресурсам светового климата N=1 (прил. Д[7]). Коэффициент светового климата m_N=1,0 (табл. 4 [7]). Разряд зрительной работы – VI разряд (табл. 1 и 2[7]). Нормируемое значение КЕО – е_н=1,0 (табл. 1 и 2[7]).

Нормированное значение коэффициента естественной освещенности определяем по формуле:

e_N=e_н*m_N=1,0*1,0=1,0.

Площадь пола производственного помещения S_n=L*B=30*18=648 м².

Коэффициент запаса при вертикальном расположении светопропускающего материала принимаемый по табл. 3[7]; k₃=1,3.

k_зд – коэффициент, учитывающий затенение окон помещений противостоящими зданиями. Для отдельно стоящих зданий k_зд=1;

Общий коэффициент светопропускания определяется по формуле:

₀=₁*₂*₃*₄*₅=0,8*0,7*1*1*1=0,56, где

₁ - коэффициент светопропускания материала (табл. 3.7, 17);

₂ - коэффициент, учитывающий потери света в переплетах светового проема (табл. 3.8, 17);

₃ - коэффициент, учитывающий потери света в несущих конструкциях (при боковом освещении ₃=1);

₄ - коэффициент, учитывающий потери света в солнцезащитных устройствах. Для убирающихся регулируемых жалюзи и штор ₄=1;

₅ - коэффициент, учитывающий потери света в защитной сетке, устанавливаемой под фонарями; ₅=1.

Высоту от уровня условной рабочей поверхности до верха окон вычисляем по формуле:

h₁=h₀+h_под-h_раб=4,22+1,2-0,8=4,62 м, где

h₀=4,22 м – высота оконного проема, принятая по ГОСТ 12506-81;

h_под=1,2 м – высота подоконника;

h_раб=0,8 м – уровень условной рабочей поверхности.

Отношение длины помещения L к его глубине B составляет L/B=36/9=4, а отношение глубины помещения В к высоте от уровня условной рабочей поверхности до верха окна h₁ равно B/h₁=9/4,62=1,95 (расчеты выполнены для двустороннего освещения).

Значение световой характеристики ₀ окон при боковом освещении определяем интерполяцией данных (табл. 3.6, 17) по отношениям L/B=4 и B/h₁=1,95:

.

Средневзвешенный коэффициент отражения определяем по формуле (3.4)

,

где площадь пола ;

площадь потолка ;

площадь стен ;

коэффициент отражения бетонного пола ;

коэффициент отражения стен и потолка для средних тонов .

Значение коэффициента определяем интерполяцией данных табл. 3.7[15] по отношениям и при =0,331 (при двухстороннем освещении):

при значение ;

при значение ;

при значение .

Площадь оконных проемов при боковом освещении помещений рассчитываем по формуле (3.2):

.

Количество окон в помещении котельной принимаем 11.

Площадь одного оконного проема .

При высоте оконного проема м его ширина составляет .

По данным ГОСТ 12506-81 принимаем окончательно оконный проем размером 4220 × 2450 мм.

Выполнить расчет естественного освещения для вспомогательного помещения. Размеры помещения: длина 18 м, ширина 6 м, высота 3 м. Освещение помещения – боковое, одностороннее. Стены из силикатного кирпича, окрашенные изнутри в светлый тон. Пол из линолеума. Переплеты окон деревянные спаренные, остекление двойное. Ориентация световых проемов –юго-западное.

По данным табл. 3.3 [15] республика Мордовия относится к группе административных районов по ресурсам светового климата =1. Коэффициент светового климата =1 при северной и южной ориентации световых проемов (табл. 3.2) [15]. Разряд зрительной работы по данным табл. 3.4 [15] – VIIIа разряд. Нормируемое значение КЕО по данным табл. 3.1 [15] для VIIIа разряда зрительной работы =1,0.

Нормированное значение коэффициента естественной освещенности определяем по формуле (3.1) [15]:

= 1,0 · 1,0 = 1,0.

Площадь пола вспомогательного помещения 12 · 6 = 72 м².

Коэффициента запаса при вертикальном расположении светопропускающего материала =1,3 (табл. 3.4)[15].

Для отдельно стоящего здания принимаем коэффициент =1.

Общий коэффициент светопропускания рассчитываем по формуле (3.5)[15]:

= 0,8 · 0,7 · 1 · 1 · 1 = 0,56,

где коэффициенты и определяем по данным табл. 3.8[15]: = 0,8; = 0,7. Коэффициенты , , .

Высоту от уровня условной рабочей поверхности до верха окон вычисляем по формуле (3.3)[15]:

= 1,82 + 1,2 – 0,8 = 2,22 м,

где высота оконного проема = 1,82 м принята по ГОСТ 12506-81, высота подоконника = 1,2 м, а уровень условной рабочей поверхности = 0,8 м.

Отношение длины помещения к его глубине составляет , а отношение глубины помещения к высоте от уровня условной рабочей поверхности до верха окна равно 2,7 (расчеты выполнены для одностороннего освещения).

Значение световой характеристики окон при боковом освещении определяем интерполяцией данных табл. 3.6[15] по отношениям и B/h=2,7:

.

Средневзвешенный коэффициент отражения определяем по формуле (3.4)

,

где площадь пола ;

площадь потолка ;

площадь стен ;

коэффициент отражения пола из линолеума ;

коэффициент отражения стен и потолка для светлых тонов .

Значение коэффициента определяем интерполяцией данных табл. 3.7[15] по отношениям и при =0,5 (при одностороннем освещении):

при значение ;

Площадь оконных проемов при боковом освещении помещений рассчитываем по формуле (3.2):

.

Количество окон в вспомогательном помещении котельной принимаем 2.

Площадь одного оконного проема .

При высоте оконного проема м его ширина составляет .

По данным ГОСТ 12506-81 принимаем окончательно оконный проем размером 1820 × 1850 мм.

4. Проектирование фундаментов

Проектирование оснований и фундаментов в соответствии с требованиями СНиП 2.02.01-83^* 8 выполняется в следующем порядке:

1. сбор нагрузок, действующих на фундамент;

2. определение нормативных и расчетных значений характеристик грунтов основания;

3. расчет глубины заложения фундамента;

4. выбор типа, конструкции, материала и размеров подошвы фундамента;

5. расчет оснований по первой и второй группам предельных состояний.

4.1. Сбор нагрузок, действующих на фундамент.

Расчет:

Определить нормативную и расчетную нагрузку, действующую на ленточный фундамент каркасного здания пролетом 18 м, шагом колонн 6 м, высотой этажа 9,6 м. Основные элементы каркаса: стены усиленные пилястрами прямоугольного сечения 510х390 и весом 3,43 т; решетчатые двухскатные железобетонные балки пролетом 18 м и весом 8,5 т; блоки фундаментные ФС6 размерами 2,38х0,6х0,58 весом 2 т; плиты фундаментные Ф12 размерами 2,38х1,2/0,6х0,1/0,3 весом 1,8 т..

Конструкция покрытия состоит из железобетонных плит размером 3×6 м и весом 2,6 т, пароизоляции из одного слоя рубероида, наклеенного на горячем битуме, теплоизоляционного слоя из мин ваты толщиной 0,13 м и плотностью 50 кг/м³; выравнивающего слоя из цементно-песчаного раствора толщиной 0,03 м и плотностью 1800 кг/м³ и водоизоляционного ковра из четырех слоев рубероида по антисептированной битумной мастике. Стены многослойные из силикатного кирпича толщиной 510 мм, плотностью 1800 кг/м³. Оконные проемы имеют размеры 2,45×4,22 м. Строительство ведется в районе г. Саранск, республики Мордовия.

Грузовая площадь фундамента составляет 54 м².

Таблица 4.2[15]

Расчет нагрузок, действующих на фундамент

Вид и расчет нагрузок	Норма-тивная нагруз-ка, Н	Коэффициент надежности по нагрузке	Расчет-ная нагруз-ка, Н
Постоянные нагрузки
1. Вес 1 м2 покрытия:
1.1. Железобетонная плита размером 3×6 = =18 м2 и весом 2,6 т: 26000/18 = 1444,4 Н	1444,4	1,1	1588,9
1.2. Пароизоляция из одного слоя рубероида по битумной мастике с весом 1 м2 10 Н	10	1,3	13
1.3. Утеплитель толщиной 0,13 м и плотностью 50 кг/м3: 1 · 1 · 0,13 · 500 = 65 Н	65	1,3	84,5
1.4. Выравнивающий слой из цементно-песчаного раствора толщиной 0,03 м и плотностью 1800 кг/м3: 1 · 1 · 0,03 · 18000 = 540 Н	540	1,3	702
1.5. Водоизоляционный ковер из четырех слоев рубероида по битумной мастике с весом 1 м2 60 Н	60	1,3	78
Итого вес 1 м2 покрытия	2119,4		2466,4
Нагрузка на одну опору от веса покрытия площадью 54 м2: 2119,4 · 54 = 114447,6 Н 2466,4 · 54 = 133185,6 Н	114447,6		133185,6
2. Нагрузка от двухскатной железобетонной балки весом 8,5 т на одну опору: 85000 : 2 = 42500 Н	42500	1,1	46750
3. Нагрузка от веса стены (из силикатного кирпича толщиной 0,51 м и плотностью 1800кг/м3):
	342144	1,1	376358,4
4. Нагрузка от пилястры весом 3,43 т	34300	1,1	37730
5. Нагрузка от фундаментной плиты весом 1,8 т Блока весом 2 т	18000 20000	1,1	19800 22000
Кратковременные нагрузки
6. Снеговая нагрузка (IV снеговой район): 2000 · 54 = 108000 Н	108000	1,4	151200
Всего	= 679391,6		= 787024

Нормативная нагрузка, действующая на фундамент в уровне его верхнего обреза, составляет 679391,6 Н = 679,4 кН. Расчетная нагрузка составляет 787024 Н = 787 кН.

Пояснения к п. 3 табл. 4.2[15]:

- площадь стены, м²;

- площадь оконного проема (см. гл. 3)[15], м²;

- высота двухскатной железобетонной балки на опоре (см. п. 6.4)[15], м;

- высота железобетонной плиты покрытия, м;

- толщина покрытия (водоизоляционного ковра, выравнивающего слоя, теплоизоляционного слоя и пароизоляции), м;

- высота парапетной части стены (см. п. 6.3, п. 7.5.2)[15], м.