Значение естественного освещения помещений. Требования к расположению световых проемов в ограждениях.
Проектирование систем естественного освещения сводится в основном выбору типа, формы и размеров светопроемов, а также их размещения в стенах и в покрытии. При боковом освещении жилых и общественных зданий форма и размеры светопроемов в значительной степени зависят от архитектурного решения здания.
Очень важным моментом при проектировании естественного освещения зданий является выбор системы естественного освещения. Наиболее традиционной системой естественного освещения в промышленных зданиях являются окна. Они могут быть различных размеров и формы, штучные и ленточные (не имеющие простенков). От формы окон и расположения их в стене зависит распределение КЕО в помещении. При проектировании окон следует иметь в виду, что высота подоконника меньше влияет на величину КЕО в глубине помещения, чем высота верха окна над расчетной точкой. В то же время, высокое расположение окна в стене препятствует визуальному контакту с внешней средой. Поэтому во многих промышленных зданиях целесообразно устраивать небольшие окна в нижних частях стен. Основная же часть остекления может располагаться в верхней части стены. Она может быть выполнена из материалов, рассеивающих свет, что обеспечивает защиту от солнца.
Применение сплошных остекленных поверхностей фасадов в качестве ограждающих конструкций, часто используемых только по условиям архитектурной композиции, без учета требуемого светового режима, дополнительных теплопотерь и теплопоступлений, приводит не только к увеличению стоимости здания в значительно увеличивает эксплуатационные расходы, но и часто ухудшает температурно-воздушную среду помещений, в основном за счет их перегрева летом.
Требования, предъявляемые к естественному освещению помещений:
Равномерность.
Обеспечение требуемой освещенности рабочих поверхностей.
Устранение направленного прямого и отраженного солнечного света, слепящего работающих.
Основные положения строительной светотехники и принципы расчета коэффициента световой освещенности.
Светотехнические расчеты базируются на двух физических законах — законе телесного угла и светотехнического подобия. Согласно первому закону, освещенность заданной точки в помещении Ем полусферой небосвода прямо пропорциональна его яркости и площади проекции на освещаемую поверхность телесного угла, под которым из данной точки через проем виден участок неба (рис. 7.6, а).
Согласно второму закону, освещенность заданной точки М проемами различной величины постоянна, если эти проемы имеют одинаковый телесный угол, т. е. на величине освещенности сказывается не абсолютная, а относительная величина световых проемов (рис. 7.6, б).
Пользуясь первым законом, при проектировании назначают размеры и размещение проемов, исходя из их световой активности относительно рабочей поверхности. Световая активность измеряется отношением к.е.о. к площади проема.
а – схема проекции телесного угла (приведена в проекции на вертикальную плоскость)
б – схема светотехнического подобия
Естественное освещение помещений оценивается по величине к.е.о. — коэффициенту естественной освещенности, обозначаемому е. Он представляет собой отношение (в процентах) естественной освещенности заданной точкиМ внутри помещения светом неба Ем к одновременному значению освещенности наружной открытой горизонтальной поверхности вне здания рассеянным (диффузным) светом от небосвода Ен. e=Eм/Eн*100%
Абсолютное значение освещенности в любой точке помещения измеряется в люксах и составляет Eм=Eн*e/100
Значение Ен для каждого географического пункта, времени года и суток принимают по многолетним данным метеорологических станций.
Расчет геометрического KEО может производиться по графикам A.M. Данилюка.Этот метод пригоднен для практических расчетов, так как он позволяет использовать в расчетах основные строительные чертежи: разрезы и планы зданий.
На 1 графике изображена полусфера небосвода, разделенная на 10000 элементарных участков с помощью 100 параллелей и 100 меридианов. Проекции участков на горизонтальную плоскость равны между собой, т.е. каждый участок посылает в центр полусферы 1/10 000 часть освещенности от всего небосвода. Границы участков соединены с центром полусферы радиусами. Если поместить под такую полусферу модель помещения, то по количеству лучей, образованных этими радиусами, проходящих через окно в расчетную точку, можно определить величину геометрического КЕО.
А.М. Данилюк спроектировал систему радиусов на вертикальную и горизонтальную плоскость, получив, таким образом, графики №1 и №2. Накладывая на график №1 характерный разрез помещения так, чтобы полюс совместился с расчетной точкой, подсчитываем количество лучей, проходящих через окно в расчетную точку. На график №2 накладываем план помещения так, чтобы расчетная точка находилась на линии характерного разреза помещения на расстоянии точки М до центра окна по высоте. Замечаем номер полуокружности, проходящей на графике №1 через центр светопроема. На график №2 накладываем план помещения так, чтобы центральная продольная ось окна на плане совместилась с горизонталью на графике №2, номер которой соответствует номеру полуокружности на графике №1, Подсчитываем количество лучей, проходящих через окно (или через окна) в расчетную точку, величина геометрического КЕО определяется по формуле
КЕО=n1*n2*100%/10000= n1*n2*0.01%
1 график – для подсчета лучей проходящих через световой проем на характерном поперечном разрезе здания. 2 график – для подсчета лучей, проходящих через световой проем на плане (при боковом освещении) или на продольном разрезе (при верхнем освещении).
Примеры подсчета количества лучей по графикам Данилюка: а) при боковом; б) при верхнем освещении.