1.7.2. Расчет естественного освещения
Основной задачей светотехнических расчетов для естественного освещения является определение необходимой площади световых проемов.
При естественном боковом освещении требуемая суммарная площадь световых проемов определяется по формуле (1.3):
(1.3)
где So
- площадь окон
- суммарная
площадь световых проемов, находящихся
в наружных стенах освещаемого помещения,
м2;
- нормируемое значение КЕО для здания
административного района, где производится
оценка условий освещения, при боковом
освещении; ηо
- световая характеристика световых
проемов при боковом освещении;
-
площадь пола помещений, м2;
-
коэффициент
запаса -
расчетный
коэффициент, учитывающий снижение КЕО
в процессе эксплуатации вследствие
загрязнения и старения светопрозрачных
заполнений в световых проемах, а также
снижения отражающих свойств поверхностей
помещения;
- коэффициент, учитывающий затемнение
окон противостоящими зданиями, равный
1,0…1,7, если зданий нет
=
1; τо
– общий коэффициент светопропускания
(учитывает оптические свойства стекла,
потери света в переплетах из-за загрязнения
остекленной поверхности в несущих
конструкциях, солнцезащитных устройствах);
r1
- коэффициент, учитывающий повышение
КЕО при боковом освещении благодаря
свету отраженному от поверхностей
помещения и подстилающего слоя,
прилегающего к зданию.
Расчет требуемой суммарной площади световых
проемов So
Для определения требуемой суммарной площади световых проемов по формуле (1.3) необходимо:
1. Нормируемое значение КЕО для здания административного района, где производится оценка условий освещения рассчитать по формуле (1.2).
2. Измерить длину А, ширину (глубину) помещения В от внутренней поверхности наружной стены до стены наиболее удаленной от светового проема, высоту верхней грани световых проемов над уровнем условной рабочей поверхности h.
3. По измеренным значениям вычислить значения отношений:
- длина помещения / глубина помещения (А/В);
- глубина помещения / высота верхней грани световых проемов над уровнем условной рабочей поверхности (В/h).
По табл. 1.7 определить световую характеристику световых проемов ηо в зависимости от значений этих отношений.
Таблица 1.7
Значение световой характеристики световых проемов
при боковом освещении
Отношение длины помещения к его глубине (А/В) |
Значение световой характеристики при отношении глубины помещения к его высоте от уровня условной рабочей поверхности до верха окна (В/h) |
|||||||
1 |
1,5 |
2 |
3 |
4 |
5 |
7,5 |
10 |
|
4 и больше 3 2 1,5 1 0,5 |
6,5 7,5 8,5 9,5 11 18 |
7 6 9 10,5 15 23 |
7,5 8,5 9,5 13 16 31 |
8 9,6 10,5 15 18 37 |
9 10 11,35 17 21 45 |
10 11 15 19 23 54 |
11 12,5 17 21 26,5 66 |
12,5 14 17 23 29 - |
4. Вычислить площадь пола.
5. По табл. 1.8 определить коэффициент запаса в зависимости от состояния воздушной среды в помещении и угла наклона светопропускающего материала к горизонту.
Таблица 1.8
Коэффициенты запаса для естественного освещения
Помещения |
Примеры помещений |
Коэффициент запаса Кз |
|||
Количество чисток остекления светопроемов в год |
|||||
Угол наклона светопропускающего материала к горизонту, градусы |
|||||
0-15 |
16-45 |
46-75 |
76-90 |
||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
Помещения общественных и жилых зданий: |
|||||
а) пыльные, жаркие и сырые |
Горячие цехи предприятий общественного питания, охлаждаемые камеры, помещения для приготовления растворов в прачечных, душевые и т.д. |
2,0 3 |
1,8 3 |
1,7 3 |
1,6 3 |
б) с нормальными условиями среды |
Кабинеты и рабочие помещения, офисные помещения, жилые комнаты, учебные помещения, лаборатории, читальные залы, залы совещаний, торговые залы и т.д. |
1,5 2 |
1,4 2 |
1,3 1 |
1,2 1 |
Примечание. Значения коэффициента запаса, указанные в гр. 3-6 следует умножать: на 1,1 - при применении узорчатого стекла, стеклопластика, армопленки и матированного стекла, а также при использовании световых проемов для аэрации; на 0,9 - при применении органического стекла.
6. Общий коэффициент светопропускания τо вычислить
по формуле (1.4):
, (1.4)
где τ1 – коэффициент светопропускания материала по табл.1.9;
τ2 – коэффициент, учитывающий потери света в переплетах светового проема. Размеры светового проема принимаются равными размерам коробки переплета по наружному обмеру по табл.1.9; τ3 – коэффициент, учитывающий потери света в несущих конструкциях (при боковом освещении τ3 = 1); τ4 – коэффициент, учитывающий потери света в солнцезащитных устройствах по табл.1.10 (в случае не применения солнцезащитных устройств τ4 = 1); τ5 – коэффициент, учитывающий потери света в защитной сетке, устанавливаемой под фонарями, принимается равным 0,9, а при боковом освещении τ5 = 1;
Таблица 1.9
Значения коэффициентов τ1 и τ2
Вид светопропускающего материала |
Значения τ1 |
Вид переплета |
Значения τ2 |
1 |
2 |
3 |
4 |
Стекло оконное листовое: |
|
Переплеты для окон и фонарей промышленных зданий: |
|
одинарное |
0,9 |
|
|
двойное |
0,8 |
деревянные: |
|
тройное |
0,75 |
одинарные |
0,75 |
Стекло витринное толщиной 6-8 мм |
0,8 |
спаренные |
0,7 |
Стекло листовое армированное |
0,6 |
двойные раздельные |
0,6 |
Стекло листовое узорчатое |
0,65 |
стальные: |
|
Стекло листовое со специальными свойствами: |
|
одинарные открывающиеся |
0,75 |
|
одинарные глухие |
0,9 |
|
солнцезащитное |
0,65 |
двойные открывающиеся |
0,6 |
контрастное |
0,75 |
двойные глухие |
0,8 |
Окончание табл. 1.9
1 |
2 |
3 |
4 |
Органическое стекло: |
|
Переплеты для окон жилых, общественных и вспомогательных зданий: |
|
прозрачное |
0,9 |
|
|
молочное |
0,6 |
|
|
Пустотелые стеклянные блоки: |
|
деревянные: |
|
светорассеивающие |
0,5 |
одинарные |
0,8 |
светопрозрачные |
0,55 |
спаренные |
0,75 |
Стеклопакеты |
0,8 |
двойные раздельные |
0,65 |
|
|
с тройным остеклением |
0,5 |
|
|
металлические: |
|
|
|
одинарные |
0,9 |
|
|
спаренные |
0,85 |
|
|
двойные раздельные |
0,8 |
|
|
с тройным остеклением |
0,7 |
Примечание. Значения коэффициентов τ1и τ2 для светопропускающего материала и переплетов, не указанных в табл. 1.9, следует определять по ГОСТ 26602.4.
Таблица 1.10
Значения коэффициентов τ4
Солнцезащитные устройства, изделия и материалы |
Коэффициент, учитывающий потери света в солнцезащитных устройствах, τ4 |
1 |
2 |
Убирающиеся регулируемые жалюзи и шторы (межстекольные, внутренние, наружные) |
1,0 |
Стационарные жалюзи и экраны с защитным углом не более 45° при расположении пластин жалюзи или экранов под углом 90° к плоскости окна: |
|
Окончание табл.1.10
1 |
2 |
горизонтальные |
0,65 |
вертикальные |
0,75 |
Горизонтальные козырьки: |
|
с защитным углом не более 30° |
0,8 |
с защитным углом от 15° до 45° |
0,9-0,6 |
7. Вычислить значения отношений:
- длина помещения / глубина помещения (А/В);
- глубина помещения / высота верхней грани световых проемов над уровнем условной рабочей поверхности (В/h);
- расстояние от расчетной точки до внутренней поверхности наружной стены / глубина помещения (L/В).
По табл. 1.11 определить
коэффициент, учитывающий повышение КЕО
r1
в зависимости от значений этих отношений
и расчетного
значения средневзвешенного коэффициента
отражения внутренних поверхностей
помещения
,
принимаемого равным 0,50 в жилых и
общественных помещениях.
Результаты измерений и расчетов занести в табл. 1.12.
Необходимое количество окон в помещении определяется по формуле (1.5):
, (1.5)
где
- площадь одного окна, м2.
Площадь одного окна определяется по формуле (1.6):
,
(1.6)
где
- ширина одного окна, м;
- высота одного окна, м.
Расчет естественного освещения помещений производится без учета мебели, оборудования и других затеняющих предметов. Установленные расчетом размеры световых проемов допускается изменять на ±10%.
Таблица 1.11
Значения коэффициента r1 для условной рабочей поверхности
Отношение глубины помещения к высоте от уровня условной рабочей поверхности до верха окна В/h |
Отношение расстояния расчетной точки от внутренней поверхности наружной стены к глубине помещения l/В |
Средневзвешенный коэффициент отражения пола, стен и потолка rср |
||||||||
0,5 |
0,4 |
0,3 |
||||||||
Отношение длины помещения к его глубине А/В |
||||||||||
0,5 |
1,0 |
2 и более |
0,5 |
1,0 |
2 и более |
0,5 |
1,0 |
2 и более |
||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
от 1 до 1,5 |
0,1 |
1,05 |
1,05 |
1,05 |
1,05 |
1,05 |
1 |
1,05 |
1 |
1 |
0,5 |
1,4 |
1,3 |
1,2 |
1,2 |
1,15 |
1,1 |
1,2 |
1,1 |
1,1 |
|
1 |
2,1 |
1,9 |
1,5 |
1,8 |
1,6 |
1,3 |
1,4 |
1,3 |
1,2 |
|
более 1,5 до 2,5 |
0 |
1,05 |
1,05 |
1,05 |
1,05 |
1,05 |
1,05 |
1,05 |
1,1 |
1,1 |
0,3 |
1,3 |
1,2 |
1,1 |
1,2 |
1,15 |
1,1 |
1,15 |
1,1 |
1,05 |
|
0,5 |
1,85 |
1,6 |
1,3 |
1,5 |
1,35 |
1,2 |
1,3 |
1,2 |
1,1 |
|
0,7 |
2,45 |
2,15 |
1,7 |
2 |
1,7 |
1,4 |
1,55 |
1,35 |
1,2 |
|
1 |
3,8 |
3,3 |
2,9 |
2,8 |
2,4 |
1,8 |
2 |
1,8 |
1,5 |
|
более 2,5 до 4 |
0,1 |
1,1 |
1,05 |
1,05 |
1,05 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0,2 |
1,15 |
1,1 |
1,05 |
1,1 |
1,1 |
1,05 |
1,05 |
1,05 |
1,05 |
|
0,3 |
1,2 |
1,15 |
1,1 |
1,15 |
1,1 |
1,1 |
1,1 |
1,1 |
1,05 |
|
0,4 |
1,35 |
1,25 |
1,2 |
1,2 |
1,15 |
1,15 |
1,15 |
1,1 |
1,1 |
|
Окончание табл. 1.11
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
|
0,5 |
1,6 |
1,45 |
1,3 |
1,35 |
1,25 |
1,2 |
1,25 |
1,15 |
1,1 |
0,6 |
2 |
1,75 |
1,45 |
1,6 |
1,45 |
1,3 |
1,4 |
1,3 |
1,2 |
|
0,7 |
2,6 |
2,2 |
1,7 |
1,9 |
1,7 |
1,4 |
1,6 |
1,5 |
1,3 |
|
0,8 |
3,6 |
3,1 |
2,4 |
2,35 |
2 |
1,55 |
1,9 |
1,7 |
1,4 |
|
0,9 |
5,3 |
4,2 |
3 |
2,9 |
2,45 |
1,9 |
2,2 |
1,85 |
1,5 |
|
1 |
7,2 |
5,4 |
4,3 |
3,6 |
3,1 |
2,4 |
2,6 |
2,2 |
1,7 |
|
более 4 |
0,1 |
1,2 |
1,15 |
1,1 |
1,1 |
1,1 |
1,05 |
1,05 |
1,05 |
1 |
0,2 |
1,4 |
1,3 |
1,2 |
1,2 |
1,15 |
1,1 |
1,1 |
1,05 |
1,05 |
|
0,3 |
1,75 |
1,5 |
1,3 |
1,4 |
1,3 |
1,2 |
1,25 |
1,2 |
1,1 |
|
0,4 |
2,4 |
2,1 |
1,8 |
1,6 |
1,4 |
1,3 |
1,4 |
1,3 |
1,2 |
|
0,5 |
3,4 |
2,9 |
2,5 |
2 |
1,8 |
1,5 |
1,7 |
1,5 |
1,3 |
|
0,6 |
4,6 |
3,8 |
3,1 |
2,4 |
2,1 |
1,8 |
2 |
1,8 |
1,5 |
|
0,7 |
6 |
4,7 |
3,7 |
2,9 |
2,6 |
2,1 |
2,3 |
2 |
1,7 |
|
0,8 |
7,4 |
5,8 |
4,7 |
3,4 |
2,9 |
2,4 |
2,6 |
2,3 |
1,9 |
|
0,9 |
9 |
7,1 |
5,5 |
4,3 |
3,6 |
3 |
3 |
2,6 |
2,1 |
|
1 |
10 |
7,3 |
5,7 |
5 |
4,1 |
3,5 |
3,5 |
3 |
2,5 |
Таблица 1.12
Исходные, измеренные и расчетные данные
Показатель |
Значение показателя |
Характеристика зрительной работы |
|
Наименьший размер объекта различения, мм |
|
Разряд зрительной работы |
|
Относительная продолжительность зрительной работы при направлении зрения на рабочую поверхность, % |
|
Подразряд зрительной работы |
|
Вид естественного освещения |
|
Нормируемое значение КЕО для первой группы административных районов , % |
|
Номер группы административных районов N |
|
Коэффициент светового климата |
|
Нормируемое значение коэффициента естественной освещенности для исследуемого района ,% |
|
Длина помещения А, м |
|
Ширина (глубина) помещения В, м |
|
Высота верхней грани световых проемов над уровнем условной рабочей поверхности h, м |
|
Вид помещения и условия среды в нем |
|
Угол наклона светопропускающего материала к горизонту, градусы |
|
Коэффициент запаса Кз |
|
Расстояние от расчетной точки до внутренней поверхности наружной стены l, м |
|
Расчетное значение средневзвешенного коэффициента отражения внутренних поверхностей помещения
|
|
Ширина окна , м |
|
Высота окна , м |
|
Контрольные вопросы
Перечислите основные количественные показатели освещения?
Какая светотехническая величина воспринимается органами зрения человека?
В каких единицах измеряется освещенность, световой поток, яркость и сила света?
Недостатки естественного освещения?
Что такое совмещенное освещение? В каких случаях оно применяется? В чем его преимущество?
Виды естественного освещения?
Что такое боковое естественное освещение?
Что такое верхнее естественное освещение?
Что такое коэффициент естественной освещенности (КЕО)? В какой точке помещения нормируется минимальное значение КЕО при естественном одностороннем боковом освещении в учебных помещениях?
В зависимости, от каких величин выбирается нормируемое значение КЕО для исследуемого помещения?
Как изменится КЕО в заданной точке помещения, если наружная освещенность увеличилась вдвое?
Что учитывает коэффициент светового климата?
Что учитывает коэффициент запаса при расчете естественного освещения?
Принцип действия люксметра-пульсаметра?
Для чего применяются насадки на люксметр-пульсаметр?